車載レーダ装置
【課題】付着物検知手段で、レドームの付着物が検出された場合に、付着物が一時的にレドームに付着している状態か、定常的にレドームに付着している状態かを判別する車載レーダ装置を得る。
【解決手段】付着物検知手段１６はレドーム６の付着物７による反射波の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、付着物検出手段１６によりレドーム６の付着物７が検出された場合に、レドーム反射変動検出部により、レドーム６の付着物７による反射波の時間的変動が大きいときは、レドーム６に一時的に付着物７が付着したと判断し、レドーム６の付着物７による反射波の変動が小さいときは、レドーム６に定常的に付着物７が付着したと判断する。
【解決手段】付着物検知手段１６はレドーム６の付着物７による反射波の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、付着物検出手段１６によりレドーム６の付着物７が検出された場合に、レドーム反射変動検出部により、レドーム６の付着物７による反射波の時間的変動が大きいときは、レドーム６に一時的に付着物７が付着したと判断し、レドーム６の付着物７による反射波の変動が小さいときは、レドーム６に定常的に付着物７が付着したと判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車載レーダ装置に関し、レドームの付着物で反射された反射波からレーダの付着物による性能低下を検知する付着物検知手段を有するものに係わる。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載される車載レーダ装置は、他車との車間距離や相対速度を計測し、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、先行車との衝突軽減・防止装置などのために利用され
ている。前記用途の車載レーダ装置には、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ：Frequency Modulated Continuous Wave）を多く利用している。このような従来の車載レーダ装置は、非
特許文献１や非特許文献２に記載されている。車載レーダ装置では、レーダ前面に設置されたカバー（以降レドーム：radomeと称す）に雨や雪又は汚れ等の電波を吸収・反射する付着物が付着した場合、レーダ性能が低下し、システムを正常に動作させることができなくなる。
【０００３】
レドームに雨や雪又は汚れ等の付着物が付着しレーダ性能が低下したことを検知する装置として、特許文献１のような装置が知られている。この装置では、レドームに対する雨や雪又は汚れの付着時にはレドームによる反射波の受信レベルが増加することを利用して、低周波成分の受信レベルが一定値を超えた場合に付着物を検知し、このような場合にはＡＣＣなどのシステム動作を停止し、ユーザーに汚れを落とすように通知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６０８３６号公報
【特許文献２】特開２００９−２５０６４０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Introduction to Radar Systemｓ M.I.SKOLNIK, McGRAW-HILL BOOKCOMPANY, INC. (1962)
【非特許文献２】RADAR HANDBOOK M.I.SKOLNIK, McGRAW-HILL BOOK COMPANY, INC. (1970)」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、雨や雪などが降り続いている場合には、一時的にレドームにこれらの付着物が付着し、レーダ性能が低下するが、雨や雪又は汚れ等であれば、走行時の風圧により、雨や雪が止めば自然にこれらの付着物はレドームから吹き飛ばされ、レーダ性能が元に戻る。また、ユーザーに汚れを落とすよう通知し、ユーザーが汚れを落としたとしても、雨や雪が降り続いている状態であれば、また雨や雪がレドームに付着して、再度レーダ性能が低下し、また付着物を落とすよう通知することになり、ユーザーはわずらわしさを感じることとなる。
【０００７】
また、雨や雪が止んでいた場合には、風圧で自然に吹き飛ばされるため、やはり付着物を落とす作業は不要となることが多い。このようなわずらわしさを改善するため、例えば、特許文献２のように、付着物を落としてから、再度付着物が検知されるまでの経過時間により、付着物を落とすように通知するか否かを判断する装置があるが、一度はユーザーが付着物を落とす作業が発生してしまう。また、特許文献１では、低周波成分の受信レベルが一定値を超えている時間が所定の判定時間以上となった場合に、付着物を検知するこ
とにより、様々なノイズなどによる誤検知を防ぐことが可能である。しかし一時的に付着物がレドームに付着し、すぐに風などで除去される場合、一時的な付着物による検知をしないようにするためには、判定時間を付着物がレドームに付着している時間よりも大きくする必要があるが、付着している時間は不定である。判定時間を大きくすればするほど、誤検知する確率を下げることができるが、真に検知すべき付着物においても、これを検知するまでの時間が長くなってしまう。
【０００８】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、雨や雪又は汚れ等の付着物が一時的にレドームに付着している状態を判別することで、真にユーザーが付着物を落とす作業が必要かどうかを判断することができる付着物検知手段を有する車載レーダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係わる車載レーダ装置は、送信波を放射し対象物で反射された反射波を受信することにより対象物を検知し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、前記付着物検知手段は前記レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、前記付着物検出手段により前記レドームの付着物が検出された場合に、前記レドーム反射変動検出部により、前記レドームの付着物による反射波の時間的変動が大きいときは、前記レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、前記レドームの付着物による反射波の変動が小さいときは、前記レドームに定常的に付着物が付着したと判断するものである。
【００１０】
また、この発明に係わる車載レーダ装置は、上昇・下降を繰り返す周波数をもった変調波である送信波を放射し、対象物で反射された反射波を受信し、送信波の周波数と反射波の周波数との周波数差を持つビート信号から前記対象物の距離と相対速度を算出し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、前記付着物検知手段は送信波の周波数と前記レドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、前記付着物検出手段により前記レドームの付着物が検出された場合に、前記レドーム反射変動検出部により、前記ビート信号の低周波成分の時間的変動が大きいときは、前記レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、前記ビート信号の低周波成分の時間的変動が小さいときは、前記レドームに定常的に付着物が付着したと判断するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の車載レーダ装置によれば、付着物検知手段で、レドームの付着物が検出された場合に、付着物が一時的にレドームに付着している状態か、定常的にレドームに付着している状態かを判別することで、真にユーザーが付着物を落とす作業が必要かどうかを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１における車載レーダ装置を示す構成図である。
【図２】レドームの付着物による反射波に変動があるときの、ビート信号のＦＥＴ結果を示した図である。
【図３】レドームの付着物による反射波に変動がないときの、ビート信号の低周波成分の位相及び位相差を示した図である。
【図４】レドームの付着物による反射波に変動があるときの、ビート信号の低周波成分の位相及び位相差を示した図である。
【図５】実施の形態１の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明するフローチャートである。
【００１３】
【図６】実施の形態２の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態３の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明するフローチャートである。
【図８】実施の形態４の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明する前半のフローチャートである。
【図９】実施の形態４の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明する後半のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における車載レーダ装置を示す構成図である。図1にお
いて、１は車載レーダ装置、２は車載レーダ装置を制御し、信号処理を行うＣＰＵ、３はＣＰＵ２からの指令により、送信信号の周波数の上昇、下降を制御するＶＣＯ、４はＶＣＯが発生した送信信号を送信アンテナ５とミキサ１０へ分配する分配器、５は送信波を車載レーダ装置１の外部に放射する送信アンテナ、６は車載レーダ装置を覆い保護するレドーム、７はレドーム６に付着した雨滴や雪又は汚れなどの付着物、８は車載レーダ装置１が検出する対象物、９は対象物８で反射した反射波を受信する受信アンテナであり、ここでは２つの受信アンテナを持つ。
【００１５】
１０は受信アンテナ９で受信した受信信号（反射波）を分配器４で分配された送信信号（送信波）とミキシングし、対象物８の距離，速度，方位に応じたビート信号を発生するミキサ、１１はミキサ１０が発生したビート信号を増幅するアンプ、１２は不要な高周波成分を除去するローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１３はローパスフィルタの出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１４はＡ／Ｄ変換器１３が出力したデジタル信号を各受信アンテナ毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うＦＦＴ処理部、１５はＦＦＴ処理部１４が出力するＦＦＴ結果から対象物８の距離，速度，方位を算出する対象物算出部、１６はＦＦＴ処理部１４が出力されるＦＦＴ結果から付着物検知処理を行う付着物検知手段、１７は対象物算出部１５及び付着物検知手段１６の処理結果を基にＡＣＣ制御信号を演算するＡＣＣ処理部、１８は車載レーダ装置１からの情報に応じて、ユーザーへ情報を通知するユーザーインターフェース装置、１９はＡＣＣ処理部１７が算出した処理結果に基づきエンジン制御を行うエンジン制御ＥＣＵ、２０はＡＣＣ処理部１７が算出した処理結果にもとづき、ブレーキ制御を行うブレーキ制御ＥＣＵである。２１は車載レーダ装置１と各ＥＣＵ間の通信を行う車内ＬＡＮである。
【００１６】
次にこの車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムの動作について説明する。ＣＰＵ２からの制御信号にしたがい、ＶＣＯ３は送信周波数を所定の周期で上昇と下降を繰りかえす。ＶＣＯ３の出力信号は分配器４で分配され、送信アンテナ５に送られる。送信アンテナ５から送信波が発信され、レドーム６を通って車載レーダ装置１の外部へと発信される。送信波は対象物８で反射し、反射波が再びレドーム６を通って２つの受信アンテナ９(受信アンテナI，II)で受信される。また、一部の送信波はレドーム６や雨滴７で反射し、２つの受信アンテナ９で受信される。受信アンテナ９で受信した信号と分配器４で分配した送信信号をミキサ１０でミキシングしビート信号を得る。ビート信号はアンプ１１で増幅され、ＬＰＦ１２で不要な周波数は除去され、Ａ／Ｄ変換器１３でアナログからデジタル信号に変換され、ＣＰＵ２へ入力される。
【００１７】
ＣＰＵ２内のＦＦＴ部１４で各受信アンテナで受信したビート信号に対しＦＦＴを行う。対象物算出部１５では送信周波数上昇時のビート信号と送信周波数下降時のビート信号それぞれの周波数成分の組合せから、対象物の距離，速度を算出する。方位は受信信号間の位相差もしくは受信レベルの和と差から算出する。距離，速度，方位の算出方法については、非特許文献１，非特許文献２，特許文献１等に記載されている。ＡＣＣ処理部１７は対象物算出部１５から出力される対象物の距離，速度，方位や車内ＬＡＮ経由で得られる自車両の速度，進行方向などを元に車両制御信号を算出する。車内ＬＡＮを通じて情報が送信され、エンジン制御ＥＣＵ１９やブレーキ制御ＥＣＵ２０が動作し、加減速制御が行われる。この際、付着物検知手段１６の出力に応じて、ＡＣＣ制御部１７はＡＣＣ制御を中断したり、ユーザーインターフェース部１８に付着物を除去するようユーザーに促す通知を送ったり、ＡＣＣ制御が中断したことをユーザーに通知したりする。以上の処理が一定周期毎に繰り返される。
【００１８】
次に付着物検知手段１６について説明する。雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物が、本体を保護するレドームに一時的に付着している状態を判別するために、実施の形態１ではレドームの付着物による電波の反射波が時間的に変化することを利用する。
【００１９】
つまり、付着物が確実に付着しており、ユーザーが汚れを取り除く処置が必要な状態では、レドームへの付着物の付着は定常的となる。この場合は、送信波の周波数とレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の受信レベルが高く安定して時間的変動が小さくなる。もしくは前記ビート信号の低周波成分の位相の時間的変動が小さくなる。又は、第１，第２受信アンテナI，IIを有し、送信波の周波数
と第１の受信アンテナIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差
を持つビート信号の低周波成分の位相と、送信波の周波数と第２の受信アンテナIIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相との、位相差の時間的変動が小さくなる。
【００２０】
前記ビート信号の低周波成分の位相は図３のように安定した値を取り、第１，第２受信アンテナI，IIを持つ車載レーダ装置の場合には、各受信アンテナで受信した反射波のそ
れぞれに基因した前記ビート信号の低周波数成分の各位相の位相差は反射波の到来方向に依存した値となるが、その位相差も図３のように安定した値をとることになる。
【００２１】
これに対して、雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物がレドームに一時的に付着している状態では、レドームへの付着物の付着具合は不安定であり、レドームからの電波の反射波もレドームに付着している付着物の付着具合に応じて変化する。この場合は、送信波の周波数とレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分として現れ、図２のように低周波成分（周波数が０近傍）の受信レベルが変動して時間的変動が大きくなる。もしくは前記ビート信号の低周波成分の位相の時間的変動が大きくなる。又は第１，第２受信アンテナI，IIを有し、送信波の周波数と第１の受信アン
テナIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号
の低周波成分の位相と、送信波の周波数と第２の受信アンテナIIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相との、位相差の時間的変動が大きくなる。
【００２２】
前記ビート信号の低周波成分の位相は図４のように不安定した値を取り、第１，第２受信アンテナI，IIを持つ車載レーダ装置の場合には、各受信アンテナで受信した反射波の
それぞれに基因した前記ビート信号の低周波数成分の各位相の位相差は反射波の到来方向に依存した値となるが、その位相差も図４のように不安定な値をとることになる。
【００２３】
次に付着物検知手段１６で行われる付着物検知処理について、図５のフローチャートに沿って説明する。まず、ステップＳ１０１で時刻tにおけるＦＦＴ結果のうち低周波成分
（領域）の受信レベルAmp[t]と、あらかじめ設定された閾値とを比較する。閾値より小さ
い場合、時刻tでの付着物検知処理は終了する。閾値以上の場合（レドームの付着物が検
出された場合）、ステップＳ１０２に進む。
【００２４】
次にステップＳ１０２で時刻t及び前測定周期の時刻t-1での低周波領域の受信レベルの変化量AmpDiff[t]を式（１）のように算出する。
AmpDiff[t] ＝ | Amp[t] ― Amp[t-1] | ・・・（１）
次にステップＳ１０３で過去ｎ回の測定周期における“低周波領域の受信レベルの変化量の平均”AmpDiffAve[t]を式（２）のように算出する。
【００２５】
【数１】
【００２６】
この“低周波領域の受信レベルの変化量の平均”はレドームからの反射波の変動が大きいほど値が大きくなる。このとき雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物が一時的にレドームに付着している状態と推定される。
【００２７】
次にステップＳ１０４で“低周波領域の受信レベルの変化量の平均” AmpDiffAve[t]とあらかじめ設定された閾値とを比較し、閾値以上の場合は、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着していると判断し、ステップＳ１０５でＡＣＣシステムを停止する（レーダを不動作状態にする）のみとする。
【００２８】
また、ステップＳ１０４で“低周波領域の受信レベルの変化量の平均” AmpDiffAve[t]が閾値より小さいと判定された場合は、付着物が定常的にレドームに付着していると判断し、ステップＳ１０６でＡＣＣシステムを停止し、ステップＳ１０７でユーザーインターフェース装置１８を通じてユーザーに付着物を除去するよう促す報知を行う。レドーム反射変動検出部は、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４のソフトウエアで構成される。
【００２９】
また、レドームの付着物による反射の変動が大きいときは、前記“低周波領域の受信レベルの変化量の平均”AmpDiffAve[t]の変動は大きいと考えられるため、測定周期ごとに
閾値より大きくなったり、小さくなったりすることもあり得る。このような場合にも確実に反射の変動を検知するために、一旦閾値を超えた場合には一定時間は閾値より小さい場合にも変動が大きいとみなすようにしても良い。また、低周波領域の受信レベルの変化量の平均を閾値と比較するため、ノイズに対して強い。
【００３０】
また、実施の形態１では、車載レーダ装置の方式としてＦＭＣＷ方式を採用したが、ＦＭパルスドップラ方式やその他の方式を採用しても良い。
また、実施の形態１では、アンプ１１を一箇所のみ配置しているが、ＶＣＯ３から送信アンテナ５間や、受信アンテナ９からＡ／Ｄ変換器１３までの間にアンプをさらに配置しても良い。また、実施の形態１では、車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムについて記載したが、車載レーダ装置を利用した他の車両制御システムについても同様の方法をとっても良い。
【００３１】
以上のように、実施の形態１における車載レーダ装置では、レドームの付着物が検出された場合に、レドームの付着物が定常的に付着しているときには、確実にＡＣＣ制御を停止し、付着物を除去することをユーザーに通知し、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着しているときには、ＡＣＣなどのシステム動作を停止するのみで、付
着物を除去する通知はしないようにすることで、ユーザーのわずらわしさを軽減することができる。
【００３２】
実施の形態２．
図６は実施の形態２の車載レーダ装置における付着物検知手段１６の付着物検知処理を示すフローチャートである。実施の形態２の車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムのブロック構成は実施の形態１と同様である。
【００３３】
まず、ステップＳ２０１で時刻tにおけるビート信号のＦＦＴ結果のうち低周波成分（
領域）の受信レベルAmp[t]と、あらかじめ設定された閾値とを比較する。閾値より小さい場合、時刻tでの付着物検知処理は終了する。閾値より大きい場合（レドームの付着物が
検出された場合）、ステップＳ２０２に進む。
【００３４】
次にステップＳ２０２でビート信号のＦＦＴ結果のうち低周波領域について、受信アンテナI，受信アンテナIIに基因するビート信号の低周波領域の位相差Δθ[t]を式（３）より求める。ここで、θ1[t]は、送信波の周波数と受信アンテナIで受信したレドームの付
着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相であり、θ2[t]は、送信波の周波数と受信アンテナIIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相である。
Δθ[t] ＝ θ1[t] − θ2[t] ・・・（３）
【００３５】
次にステップＳ２０３で時刻t及び前測定周期の時刻t-1での各受信アンテナI，IIに基
因したビート信号の周波数成分の低周波領域の位相差から、位相差の変化量Δθdiff[t]
を式（４）のように算出する。
Δθdiff[t] ＝ Δθ[t] − Δθ[t-1] ・・・（４）
【００３６】
次にステップＳ２０４で過去ｎ回の測定周期における、位相差の変化量の平均ΔθdiffAve[t]を式（５）のように算出する。
【００３７】
【数２】
【００３８】
この“位相差の変化量の平均” ΔθdiffAve[t]はレドームの付着物からの反射波の変
動が大きいほど値が大きくなる。このとき雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物が一時的にレドームに付着している状態と推定される。
【００３９】
次にステップＳ２０５で”位相差の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]とあらかじめ設定された閾値とを比較し、閾値以上の場合は、雨や水分を含んだ雪又は汚れなど付着物が一時的に付着していると判断し、ステップＳ２０６でＡＣＣシステムを停止するのみとする。またステップＳ２０５で“位相差の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]が閾値より小さいと判定された場合は、付着物が定常的にレドームに付着していると判断し、ステップＳ２０７でＡＣＣシステムを停止し、ステップＳ２０８でユーザーインターフェース装置１８を通じてユーザーに付着物を除去するよう促す報知を行う。レドーム反射変動検出部は、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０５のソフトウエアで構成される。
【００４０】
実施の形態２において、受信アンテナが２個以上ある場合は、その中の２個の受信アンテナI，受信アンテナIIを選択すればよい。
以上のように、実施の形態２における車載レーダ装置では、レドームの付着物が検出された場合に、レドームの付着物が定常的に付着しているときには、確実にＡＣＣ制御を停止し、付着物を除去することをユーザーに通知し、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着しているときには、ＡＣＣなどのシステム動作を停止するのみで、付着物を除去する通知はしないようにすることで、ユーザーのわずらわしさを軽減することができる。
【００４１】
実施の形態３．
図７は実施の形態３の車載レーダ装置における付着物検知手段１６の付着物検知処理を示すフローチャートである。実施の形態３の車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムのブロック構成は実施の形態１と同様である。
【００４２】
まず、ステップＳ４０１で時刻tにおけるビート信号のＦＦＴ結果のうち低周波成分（
領域）の受信レベルAmp[t]と、あらかじめ設定された閾値とを比較する。閾値より小さい場合、時刻tでの付着物検知処理は終了する。閾値より大きい場合（レドームの付着物が
検出された場合）、ステップＳ４０２に進む。
【００４３】
次にステップＳ４０２で時刻t及び前測定周期の時刻t-1での、送信波の周波数と受信アンテナ（I又はII）で受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持
つビート信号の低周波成分の位相の変化量Δθdiff[t]を式（６）のように算出する。
Δθdiff[t] ＝ θ[t] − θ[t-1] ・・・（６）
【００４４】
次にステップＳ４０３で過去ｎ回の測定周期における、位相の変化量の平均ΔθdiffAve[t]を式（７）のように算出する。
【００４５】
【数３】
【００４６】
この“位相の変化量の平均” ΔθdiffAve[t]はレドームの付着物からの反射波の変動
が大きいほど値が大きくなる。このとき雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物が一時的にレドームに付着している状態と推定される。
【００４７】
次にステップＳ４０４で”位相の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]とあらかじめ設定された閾値とを比較し、閾値以上の場合は、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着していると判断し、ステップＳ４０５でＡＣＣシステムを停止するのみとする。またステップＳ４０４で“位相の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]が閾値より小さいと判定された場合は、付着物が定常的にレドームに付着していると判断し、ステップＳ４０６でＡＣＣシステムを停止し、ステップＳ４０７でユーザーインターフェース装置１８を通じてユーザーに付着物を除去するよう促す報知を行う。レドーム反射変動検出部は、ステップＳ４０２〜ステップＳ４０４のソフトウエアで構成される。
【００４８】
実施の形態３において、受信アンテナが２個以上ある場合は、その中の１個の受信アンテナI又は受信アンテナIIを選択すればよい。
以上のように、実施の形態３における車載レーダ装置では、レドームの付着物が検出された場合に、レドームの付着物が定常的に付着しているときには、確実にＡＣＣ制御を停止し、付着物を除去することをユーザーに通知し、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着しているときには、ＡＣＣなどのシステム動作を停止するのみで、付着物を除去する通知はしないようにすることで、ユーザーのわずらわしさを軽減することができる。
【００４９】
実施の形態４．
図８は実施の形態４の車載レーダ装置における付着物検知手段１６の付着物検知処理を示すフローチャートの前半であり、図９はその後半である。図８のａと図９のａを結ぶことにより、その全体を示すフローチャートとなる。実施の形態４における車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムのブロック構成は実施の形態１と同様である。
【００５０】
まず、ステップＳ３０１で前回測定周期である時刻t-1における検知物体（対象物）の
距離，速度，方位から今回すなわち時刻tでの検知物体の位置，速度，方位を予測する。
次にステップＳ３０２で、予測した距離と速度から、周波数上昇及び下降時のビート周波数を逆算する。次にステップＳ３０３で、予測した周波数上昇時のビート周波数が低周波成分（領域）と重なるかどうかを判定する。重なる場合はステップＳ３０４で周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＦＦ、周波数上昇時の付着物検知フラグ＝ＯＦＦに設定してステップＳ３２１に進む、重ならない場合はステップＳ３０５に進む。
【００５１】
ステップＳ３０５では、周波数上昇時の低周波領域の受信レベルAmp[t]と閾値とを比較し、閾値より以上のときは、ステップＳ３０６に進み、周波数上昇時の付着物検知フラグ＝ＯＮに設定する。閾値未満のときは、ステップＳ３０７に進み、周波数上昇時の付着物検知フラグ＝ＯＦＦに設定する。
【００５２】
次にステップＳ３０８では、実施の形態２と同様の方法で“過去ｎ回の測定周期における“位相差の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]を求め、閾値と比較する。閾値以上のときは、周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＮとし、閾値未満の場合には周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＦＦに設定する。
【００５３】
周波数下降時も同様で、ステップＳ３２１〜Ｓ３２８で周波数上昇時と同様の処理を実施し、周波数下降時の付着物検知フラグ及び周波数下降時の付着物変動フラグの設定を行う。
【００５４】
次にステップＳ３３１で周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＦＦかつ周波数下降時の付着物変動フラグ＝ＯＦＦのときは終了し、そうでないときは、ステップＳ３３２へ進む。次にステップＳ３３２で周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＮ又は周波数下降時の付着物変動フラグ＝ＯＮのときは、ステップＳ３３５へ、そうでないときはステップＳ３３３に進む。
【００５５】
ステップＳ３３３では定常的な汚れがレドームに付着しているとして、ＡＣＣシステムを停止し、ステップＳ３３４でユーザーインターフェース装置１８を通じてユーザーに汚れを除去するよう促す報知を行う。
【００５６】
ステップＳ３３５では雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着しているとして、ＡＣＣシステムを停止するのみで終了する。
【００５７】
以上のように、実施の形態３における車載レーダ装置では、レドーム及びレドームに付着した付着物による反射波以外の反射波、すなわち対象物による反射波がビート信号の低
周波領域に混在している場合には、レドームの付着物による反射波を正確に測定することができない。この場合には付着物検知処理をしないことにより、付着物検知処理の誤動作を防ぐことができる。
【００５８】
同様に、送信波の周波数上昇時と下降時のそれぞれにおいて、レドーム反射変動検出部は、自車両の速度から、路側の停止物による反射波のビート信号の周波数とレドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致するかどうかを予測し、送信波の周波数上昇時と下降時の一方において、前記路側の停止物による反射波のビート信号の周波数とレドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、レドーム反射変動検出部を停止し、送信波の周波数上昇時と下降時の他方でのレドーム反射変動検出部のみの判断でレドームの付着物による反射波の変動を求め、送信波の周波数上昇時と下降時の両方で前記路側の停止物による反射波のビート信号の周波数とレドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、両方でのレドーム反射変動検出部の判断を停止するようにすると良い。
【００５９】
以上の実施の形態では、上昇・下降を繰り返す周波数をもった変調波である送信波を放射し、対象物で反射された反射波を受信し、送信波の周波数と反射波の周波数との周波数差を持つビート信号から対象物の距離と相対速度を算出し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、付着物検出手段は、送信波の周波数とレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備えるものについて適用した。
【００６０】
この発明は、さらに、送信波を放射し対象物で反射された反射波を受信することにより対象物を検知し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、付着物検知手段はレドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備えるものにも適用でき、付着物検出手段によりレドームの付着物が検出された場合に、レドーム反射変動検出部により、レドームの付着物による反射波の時間的変動が大きいときは、レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、レドームの付着物による反射波の変動が小さいときは、レドームに定常的に付着物が付着したと判断するようにするとよい。
【００６１】
そして、レドーム反射変動検出部は、レドームの付着物による反射波の受信レベル又は位相の時間的変動により、レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するようにするとよい。
さらに、第１，第２受信アンテナを有し、レドーム反射変動検出部は、第１，第２受信アンテナでそれぞれ受信したレドームの付着物による各反射波の位相の位相差の時間的変動により、レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するようにするとよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ 車載レーダ装置 ２ ＣＰＵ
３ ＶＣＯ ４ 分配器
５ 送信アンテナ ６ レドーム
７ 付着物 ８ 対象物
９ 受信アンテナ １０ ミキサ
１１ アンプ １２ ローパスフィルタ
１３ Ａ／Ｄ変換器 １４ ＦＦＴ処理部
１５ 対象物算出部 １６ 付着物検知手段
１７ ＡＣＣ処理部 １８ ユーザーインターフェース装置
１９ エンジン制御ＥＣＵ ２０ ブレーキ制御ＥＣＵ
２１ 車内ＬＡＮ
【技術分野】
【０００１】
この発明は車載レーダ装置に関し、レドームの付着物で反射された反射波からレーダの付着物による性能低下を検知する付着物検知手段を有するものに係わる。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載される車載レーダ装置は、他車との車間距離や相対速度を計測し、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、先行車との衝突軽減・防止装置などのために利用され
ている。前記用途の車載レーダ装置には、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ：Frequency Modulated Continuous Wave）を多く利用している。このような従来の車載レーダ装置は、非
特許文献１や非特許文献２に記載されている。車載レーダ装置では、レーダ前面に設置されたカバー（以降レドーム：radomeと称す）に雨や雪又は汚れ等の電波を吸収・反射する付着物が付着した場合、レーダ性能が低下し、システムを正常に動作させることができなくなる。
【０００３】
レドームに雨や雪又は汚れ等の付着物が付着しレーダ性能が低下したことを検知する装置として、特許文献１のような装置が知られている。この装置では、レドームに対する雨や雪又は汚れの付着時にはレドームによる反射波の受信レベルが増加することを利用して、低周波成分の受信レベルが一定値を超えた場合に付着物を検知し、このような場合にはＡＣＣなどのシステム動作を停止し、ユーザーに汚れを落とすように通知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６０８３６号公報
【特許文献２】特開２００９−２５０６４０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Introduction to Radar Systemｓ M.I.SKOLNIK, McGRAW-HILL BOOKCOMPANY, INC. (1962)
【非特許文献２】RADAR HANDBOOK M.I.SKOLNIK, McGRAW-HILL BOOK COMPANY, INC. (1970)」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、雨や雪などが降り続いている場合には、一時的にレドームにこれらの付着物が付着し、レーダ性能が低下するが、雨や雪又は汚れ等であれば、走行時の風圧により、雨や雪が止めば自然にこれらの付着物はレドームから吹き飛ばされ、レーダ性能が元に戻る。また、ユーザーに汚れを落とすよう通知し、ユーザーが汚れを落としたとしても、雨や雪が降り続いている状態であれば、また雨や雪がレドームに付着して、再度レーダ性能が低下し、また付着物を落とすよう通知することになり、ユーザーはわずらわしさを感じることとなる。
【０００７】
また、雨や雪が止んでいた場合には、風圧で自然に吹き飛ばされるため、やはり付着物を落とす作業は不要となることが多い。このようなわずらわしさを改善するため、例えば、特許文献２のように、付着物を落としてから、再度付着物が検知されるまでの経過時間により、付着物を落とすように通知するか否かを判断する装置があるが、一度はユーザーが付着物を落とす作業が発生してしまう。また、特許文献１では、低周波成分の受信レベルが一定値を超えている時間が所定の判定時間以上となった場合に、付着物を検知するこ
とにより、様々なノイズなどによる誤検知を防ぐことが可能である。しかし一時的に付着物がレドームに付着し、すぐに風などで除去される場合、一時的な付着物による検知をしないようにするためには、判定時間を付着物がレドームに付着している時間よりも大きくする必要があるが、付着している時間は不定である。判定時間を大きくすればするほど、誤検知する確率を下げることができるが、真に検知すべき付着物においても、これを検知するまでの時間が長くなってしまう。
【０００８】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、雨や雪又は汚れ等の付着物が一時的にレドームに付着している状態を判別することで、真にユーザーが付着物を落とす作業が必要かどうかを判断することができる付着物検知手段を有する車載レーダ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係わる車載レーダ装置は、送信波を放射し対象物で反射された反射波を受信することにより対象物を検知し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、前記付着物検知手段は前記レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、前記付着物検出手段により前記レドームの付着物が検出された場合に、前記レドーム反射変動検出部により、前記レドームの付着物による反射波の時間的変動が大きいときは、前記レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、前記レドームの付着物による反射波の変動が小さいときは、前記レドームに定常的に付着物が付着したと判断するものである。
【００１０】
また、この発明に係わる車載レーダ装置は、上昇・下降を繰り返す周波数をもった変調波である送信波を放射し、対象物で反射された反射波を受信し、送信波の周波数と反射波の周波数との周波数差を持つビート信号から前記対象物の距離と相対速度を算出し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、前記付着物検知手段は送信波の周波数と前記レドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、前記付着物検出手段により前記レドームの付着物が検出された場合に、前記レドーム反射変動検出部により、前記ビート信号の低周波成分の時間的変動が大きいときは、前記レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、前記ビート信号の低周波成分の時間的変動が小さいときは、前記レドームに定常的に付着物が付着したと判断するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の車載レーダ装置によれば、付着物検知手段で、レドームの付着物が検出された場合に、付着物が一時的にレドームに付着している状態か、定常的にレドームに付着している状態かを判別することで、真にユーザーが付着物を落とす作業が必要かどうかを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１における車載レーダ装置を示す構成図である。
【図２】レドームの付着物による反射波に変動があるときの、ビート信号のＦＥＴ結果を示した図である。
【図３】レドームの付着物による反射波に変動がないときの、ビート信号の低周波成分の位相及び位相差を示した図である。
【図４】レドームの付着物による反射波に変動があるときの、ビート信号の低周波成分の位相及び位相差を示した図である。
【図５】実施の形態１の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明するフローチャートである。
【００１３】
【図６】実施の形態２の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態３の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明するフローチャートである。
【図８】実施の形態４の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明する前半のフローチャートである。
【図９】実施の形態４の車載レーダ装置における付着物検知手段の信号処理を説明する後半のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における車載レーダ装置を示す構成図である。図1にお
いて、１は車載レーダ装置、２は車載レーダ装置を制御し、信号処理を行うＣＰＵ、３はＣＰＵ２からの指令により、送信信号の周波数の上昇、下降を制御するＶＣＯ、４はＶＣＯが発生した送信信号を送信アンテナ５とミキサ１０へ分配する分配器、５は送信波を車載レーダ装置１の外部に放射する送信アンテナ、６は車載レーダ装置を覆い保護するレドーム、７はレドーム６に付着した雨滴や雪又は汚れなどの付着物、８は車載レーダ装置１が検出する対象物、９は対象物８で反射した反射波を受信する受信アンテナであり、ここでは２つの受信アンテナを持つ。
【００１５】
１０は受信アンテナ９で受信した受信信号（反射波）を分配器４で分配された送信信号（送信波）とミキシングし、対象物８の距離，速度，方位に応じたビート信号を発生するミキサ、１１はミキサ１０が発生したビート信号を増幅するアンプ、１２は不要な高周波成分を除去するローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１３はローパスフィルタの出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１４はＡ／Ｄ変換器１３が出力したデジタル信号を各受信アンテナ毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うＦＦＴ処理部、１５はＦＦＴ処理部１４が出力するＦＦＴ結果から対象物８の距離，速度，方位を算出する対象物算出部、１６はＦＦＴ処理部１４が出力されるＦＦＴ結果から付着物検知処理を行う付着物検知手段、１７は対象物算出部１５及び付着物検知手段１６の処理結果を基にＡＣＣ制御信号を演算するＡＣＣ処理部、１８は車載レーダ装置１からの情報に応じて、ユーザーへ情報を通知するユーザーインターフェース装置、１９はＡＣＣ処理部１７が算出した処理結果に基づきエンジン制御を行うエンジン制御ＥＣＵ、２０はＡＣＣ処理部１７が算出した処理結果にもとづき、ブレーキ制御を行うブレーキ制御ＥＣＵである。２１は車載レーダ装置１と各ＥＣＵ間の通信を行う車内ＬＡＮである。
【００１６】
次にこの車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムの動作について説明する。ＣＰＵ２からの制御信号にしたがい、ＶＣＯ３は送信周波数を所定の周期で上昇と下降を繰りかえす。ＶＣＯ３の出力信号は分配器４で分配され、送信アンテナ５に送られる。送信アンテナ５から送信波が発信され、レドーム６を通って車載レーダ装置１の外部へと発信される。送信波は対象物８で反射し、反射波が再びレドーム６を通って２つの受信アンテナ９(受信アンテナI，II)で受信される。また、一部の送信波はレドーム６や雨滴７で反射し、２つの受信アンテナ９で受信される。受信アンテナ９で受信した信号と分配器４で分配した送信信号をミキサ１０でミキシングしビート信号を得る。ビート信号はアンプ１１で増幅され、ＬＰＦ１２で不要な周波数は除去され、Ａ／Ｄ変換器１３でアナログからデジタル信号に変換され、ＣＰＵ２へ入力される。
【００１７】
ＣＰＵ２内のＦＦＴ部１４で各受信アンテナで受信したビート信号に対しＦＦＴを行う。対象物算出部１５では送信周波数上昇時のビート信号と送信周波数下降時のビート信号それぞれの周波数成分の組合せから、対象物の距離，速度を算出する。方位は受信信号間の位相差もしくは受信レベルの和と差から算出する。距離，速度，方位の算出方法については、非特許文献１，非特許文献２，特許文献１等に記載されている。ＡＣＣ処理部１７は対象物算出部１５から出力される対象物の距離，速度，方位や車内ＬＡＮ経由で得られる自車両の速度，進行方向などを元に車両制御信号を算出する。車内ＬＡＮを通じて情報が送信され、エンジン制御ＥＣＵ１９やブレーキ制御ＥＣＵ２０が動作し、加減速制御が行われる。この際、付着物検知手段１６の出力に応じて、ＡＣＣ制御部１７はＡＣＣ制御を中断したり、ユーザーインターフェース部１８に付着物を除去するようユーザーに促す通知を送ったり、ＡＣＣ制御が中断したことをユーザーに通知したりする。以上の処理が一定周期毎に繰り返される。
【００１８】
次に付着物検知手段１６について説明する。雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物が、本体を保護するレドームに一時的に付着している状態を判別するために、実施の形態１ではレドームの付着物による電波の反射波が時間的に変化することを利用する。
【００１９】
つまり、付着物が確実に付着しており、ユーザーが汚れを取り除く処置が必要な状態では、レドームへの付着物の付着は定常的となる。この場合は、送信波の周波数とレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の受信レベルが高く安定して時間的変動が小さくなる。もしくは前記ビート信号の低周波成分の位相の時間的変動が小さくなる。又は、第１，第２受信アンテナI，IIを有し、送信波の周波数
と第１の受信アンテナIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差
を持つビート信号の低周波成分の位相と、送信波の周波数と第２の受信アンテナIIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相との、位相差の時間的変動が小さくなる。
【００２０】
前記ビート信号の低周波成分の位相は図３のように安定した値を取り、第１，第２受信アンテナI，IIを持つ車載レーダ装置の場合には、各受信アンテナで受信した反射波のそ
れぞれに基因した前記ビート信号の低周波数成分の各位相の位相差は反射波の到来方向に依存した値となるが、その位相差も図３のように安定した値をとることになる。
【００２１】
これに対して、雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物がレドームに一時的に付着している状態では、レドームへの付着物の付着具合は不安定であり、レドームからの電波の反射波もレドームに付着している付着物の付着具合に応じて変化する。この場合は、送信波の周波数とレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分として現れ、図２のように低周波成分（周波数が０近傍）の受信レベルが変動して時間的変動が大きくなる。もしくは前記ビート信号の低周波成分の位相の時間的変動が大きくなる。又は第１，第２受信アンテナI，IIを有し、送信波の周波数と第１の受信アン
テナIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号
の低周波成分の位相と、送信波の周波数と第２の受信アンテナIIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相との、位相差の時間的変動が大きくなる。
【００２２】
前記ビート信号の低周波成分の位相は図４のように不安定した値を取り、第１，第２受信アンテナI，IIを持つ車載レーダ装置の場合には、各受信アンテナで受信した反射波の
それぞれに基因した前記ビート信号の低周波数成分の各位相の位相差は反射波の到来方向に依存した値となるが、その位相差も図４のように不安定な値をとることになる。
【００２３】
次に付着物検知手段１６で行われる付着物検知処理について、図５のフローチャートに沿って説明する。まず、ステップＳ１０１で時刻tにおけるＦＦＴ結果のうち低周波成分
（領域）の受信レベルAmp[t]と、あらかじめ設定された閾値とを比較する。閾値より小さ
い場合、時刻tでの付着物検知処理は終了する。閾値以上の場合（レドームの付着物が検
出された場合）、ステップＳ１０２に進む。
【００２４】
次にステップＳ１０２で時刻t及び前測定周期の時刻t-1での低周波領域の受信レベルの変化量AmpDiff[t]を式（１）のように算出する。
AmpDiff[t] ＝ | Amp[t] ― Amp[t-1] | ・・・（１）
次にステップＳ１０３で過去ｎ回の測定周期における“低周波領域の受信レベルの変化量の平均”AmpDiffAve[t]を式（２）のように算出する。
【００２５】
【数１】
【００２６】
この“低周波領域の受信レベルの変化量の平均”はレドームからの反射波の変動が大きいほど値が大きくなる。このとき雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物が一時的にレドームに付着している状態と推定される。
【００２７】
次にステップＳ１０４で“低周波領域の受信レベルの変化量の平均” AmpDiffAve[t]とあらかじめ設定された閾値とを比較し、閾値以上の場合は、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着していると判断し、ステップＳ１０５でＡＣＣシステムを停止する（レーダを不動作状態にする）のみとする。
【００２８】
また、ステップＳ１０４で“低周波領域の受信レベルの変化量の平均” AmpDiffAve[t]が閾値より小さいと判定された場合は、付着物が定常的にレドームに付着していると判断し、ステップＳ１０６でＡＣＣシステムを停止し、ステップＳ１０７でユーザーインターフェース装置１８を通じてユーザーに付着物を除去するよう促す報知を行う。レドーム反射変動検出部は、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４のソフトウエアで構成される。
【００２９】
また、レドームの付着物による反射の変動が大きいときは、前記“低周波領域の受信レベルの変化量の平均”AmpDiffAve[t]の変動は大きいと考えられるため、測定周期ごとに
閾値より大きくなったり、小さくなったりすることもあり得る。このような場合にも確実に反射の変動を検知するために、一旦閾値を超えた場合には一定時間は閾値より小さい場合にも変動が大きいとみなすようにしても良い。また、低周波領域の受信レベルの変化量の平均を閾値と比較するため、ノイズに対して強い。
【００３０】
また、実施の形態１では、車載レーダ装置の方式としてＦＭＣＷ方式を採用したが、ＦＭパルスドップラ方式やその他の方式を採用しても良い。
また、実施の形態１では、アンプ１１を一箇所のみ配置しているが、ＶＣＯ３から送信アンテナ５間や、受信アンテナ９からＡ／Ｄ変換器１３までの間にアンプをさらに配置しても良い。また、実施の形態１では、車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムについて記載したが、車載レーダ装置を利用した他の車両制御システムについても同様の方法をとっても良い。
【００３１】
以上のように、実施の形態１における車載レーダ装置では、レドームの付着物が検出された場合に、レドームの付着物が定常的に付着しているときには、確実にＡＣＣ制御を停止し、付着物を除去することをユーザーに通知し、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着しているときには、ＡＣＣなどのシステム動作を停止するのみで、付
着物を除去する通知はしないようにすることで、ユーザーのわずらわしさを軽減することができる。
【００３２】
実施の形態２．
図６は実施の形態２の車載レーダ装置における付着物検知手段１６の付着物検知処理を示すフローチャートである。実施の形態２の車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムのブロック構成は実施の形態１と同様である。
【００３３】
まず、ステップＳ２０１で時刻tにおけるビート信号のＦＦＴ結果のうち低周波成分（
領域）の受信レベルAmp[t]と、あらかじめ設定された閾値とを比較する。閾値より小さい場合、時刻tでの付着物検知処理は終了する。閾値より大きい場合（レドームの付着物が
検出された場合）、ステップＳ２０２に進む。
【００３４】
次にステップＳ２０２でビート信号のＦＦＴ結果のうち低周波領域について、受信アンテナI，受信アンテナIIに基因するビート信号の低周波領域の位相差Δθ[t]を式（３）より求める。ここで、θ1[t]は、送信波の周波数と受信アンテナIで受信したレドームの付
着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相であり、θ2[t]は、送信波の周波数と受信アンテナIIで受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相である。
Δθ[t] ＝ θ1[t] − θ2[t] ・・・（３）
【００３５】
次にステップＳ２０３で時刻t及び前測定周期の時刻t-1での各受信アンテナI，IIに基
因したビート信号の周波数成分の低周波領域の位相差から、位相差の変化量Δθdiff[t]
を式（４）のように算出する。
Δθdiff[t] ＝ Δθ[t] − Δθ[t-1] ・・・（４）
【００３６】
次にステップＳ２０４で過去ｎ回の測定周期における、位相差の変化量の平均ΔθdiffAve[t]を式（５）のように算出する。
【００３７】
【数２】
【００３８】
この“位相差の変化量の平均” ΔθdiffAve[t]はレドームの付着物からの反射波の変
動が大きいほど値が大きくなる。このとき雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物が一時的にレドームに付着している状態と推定される。
【００３９】
次にステップＳ２０５で”位相差の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]とあらかじめ設定された閾値とを比較し、閾値以上の場合は、雨や水分を含んだ雪又は汚れなど付着物が一時的に付着していると判断し、ステップＳ２０６でＡＣＣシステムを停止するのみとする。またステップＳ２０５で“位相差の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]が閾値より小さいと判定された場合は、付着物が定常的にレドームに付着していると判断し、ステップＳ２０７でＡＣＣシステムを停止し、ステップＳ２０８でユーザーインターフェース装置１８を通じてユーザーに付着物を除去するよう促す報知を行う。レドーム反射変動検出部は、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０５のソフトウエアで構成される。
【００４０】
実施の形態２において、受信アンテナが２個以上ある場合は、その中の２個の受信アンテナI，受信アンテナIIを選択すればよい。
以上のように、実施の形態２における車載レーダ装置では、レドームの付着物が検出された場合に、レドームの付着物が定常的に付着しているときには、確実にＡＣＣ制御を停止し、付着物を除去することをユーザーに通知し、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着しているときには、ＡＣＣなどのシステム動作を停止するのみで、付着物を除去する通知はしないようにすることで、ユーザーのわずらわしさを軽減することができる。
【００４１】
実施の形態３．
図７は実施の形態３の車載レーダ装置における付着物検知手段１６の付着物検知処理を示すフローチャートである。実施の形態３の車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムのブロック構成は実施の形態１と同様である。
【００４２】
まず、ステップＳ４０１で時刻tにおけるビート信号のＦＦＴ結果のうち低周波成分（
領域）の受信レベルAmp[t]と、あらかじめ設定された閾値とを比較する。閾値より小さい場合、時刻tでの付着物検知処理は終了する。閾値より大きい場合（レドームの付着物が
検出された場合）、ステップＳ４０２に進む。
【００４３】
次にステップＳ４０２で時刻t及び前測定周期の時刻t-1での、送信波の周波数と受信アンテナ（I又はII）で受信したレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持
つビート信号の低周波成分の位相の変化量Δθdiff[t]を式（６）のように算出する。
Δθdiff[t] ＝ θ[t] − θ[t-1] ・・・（６）
【００４４】
次にステップＳ４０３で過去ｎ回の測定周期における、位相の変化量の平均ΔθdiffAve[t]を式（７）のように算出する。
【００４５】
【数３】
【００４６】
この“位相の変化量の平均” ΔθdiffAve[t]はレドームの付着物からの反射波の変動
が大きいほど値が大きくなる。このとき雨や水分を含んだ雪又は汚れ等の付着物が一時的にレドームに付着している状態と推定される。
【００４７】
次にステップＳ４０４で”位相の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]とあらかじめ設定された閾値とを比較し、閾値以上の場合は、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着していると判断し、ステップＳ４０５でＡＣＣシステムを停止するのみとする。またステップＳ４０４で“位相の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]が閾値より小さいと判定された場合は、付着物が定常的にレドームに付着していると判断し、ステップＳ４０６でＡＣＣシステムを停止し、ステップＳ４０７でユーザーインターフェース装置１８を通じてユーザーに付着物を除去するよう促す報知を行う。レドーム反射変動検出部は、ステップＳ４０２〜ステップＳ４０４のソフトウエアで構成される。
【００４８】
実施の形態３において、受信アンテナが２個以上ある場合は、その中の１個の受信アンテナI又は受信アンテナIIを選択すればよい。
以上のように、実施の形態３における車載レーダ装置では、レドームの付着物が検出された場合に、レドームの付着物が定常的に付着しているときには、確実にＡＣＣ制御を停止し、付着物を除去することをユーザーに通知し、雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着しているときには、ＡＣＣなどのシステム動作を停止するのみで、付着物を除去する通知はしないようにすることで、ユーザーのわずらわしさを軽減することができる。
【００４９】
実施の形態４．
図８は実施の形態４の車載レーダ装置における付着物検知手段１６の付着物検知処理を示すフローチャートの前半であり、図９はその後半である。図８のａと図９のａを結ぶことにより、その全体を示すフローチャートとなる。実施の形態４における車載レーダ装置を利用したＡＣＣシステムのブロック構成は実施の形態１と同様である。
【００５０】
まず、ステップＳ３０１で前回測定周期である時刻t-1における検知物体（対象物）の
距離，速度，方位から今回すなわち時刻tでの検知物体の位置，速度，方位を予測する。
次にステップＳ３０２で、予測した距離と速度から、周波数上昇及び下降時のビート周波数を逆算する。次にステップＳ３０３で、予測した周波数上昇時のビート周波数が低周波成分（領域）と重なるかどうかを判定する。重なる場合はステップＳ３０４で周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＦＦ、周波数上昇時の付着物検知フラグ＝ＯＦＦに設定してステップＳ３２１に進む、重ならない場合はステップＳ３０５に進む。
【００５１】
ステップＳ３０５では、周波数上昇時の低周波領域の受信レベルAmp[t]と閾値とを比較し、閾値より以上のときは、ステップＳ３０６に進み、周波数上昇時の付着物検知フラグ＝ＯＮに設定する。閾値未満のときは、ステップＳ３０７に進み、周波数上昇時の付着物検知フラグ＝ＯＦＦに設定する。
【００５２】
次にステップＳ３０８では、実施の形態２と同様の方法で“過去ｎ回の測定周期における“位相差の変化量の平均”ΔθdiffAve[t]を求め、閾値と比較する。閾値以上のときは、周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＮとし、閾値未満の場合には周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＦＦに設定する。
【００５３】
周波数下降時も同様で、ステップＳ３２１〜Ｓ３２８で周波数上昇時と同様の処理を実施し、周波数下降時の付着物検知フラグ及び周波数下降時の付着物変動フラグの設定を行う。
【００５４】
次にステップＳ３３１で周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＦＦかつ周波数下降時の付着物変動フラグ＝ＯＦＦのときは終了し、そうでないときは、ステップＳ３３２へ進む。次にステップＳ３３２で周波数上昇時の付着物変動フラグ＝ＯＮ又は周波数下降時の付着物変動フラグ＝ＯＮのときは、ステップＳ３３５へ、そうでないときはステップＳ３３３に進む。
【００５５】
ステップＳ３３３では定常的な汚れがレドームに付着しているとして、ＡＣＣシステムを停止し、ステップＳ３３４でユーザーインターフェース装置１８を通じてユーザーに汚れを除去するよう促す報知を行う。
【００５６】
ステップＳ３３５では雨や水分を含んだ雪又は汚れなどの付着物が一時的に付着しているとして、ＡＣＣシステムを停止するのみで終了する。
【００５７】
以上のように、実施の形態３における車載レーダ装置では、レドーム及びレドームに付着した付着物による反射波以外の反射波、すなわち対象物による反射波がビート信号の低
周波領域に混在している場合には、レドームの付着物による反射波を正確に測定することができない。この場合には付着物検知処理をしないことにより、付着物検知処理の誤動作を防ぐことができる。
【００５８】
同様に、送信波の周波数上昇時と下降時のそれぞれにおいて、レドーム反射変動検出部は、自車両の速度から、路側の停止物による反射波のビート信号の周波数とレドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致するかどうかを予測し、送信波の周波数上昇時と下降時の一方において、前記路側の停止物による反射波のビート信号の周波数とレドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、レドーム反射変動検出部を停止し、送信波の周波数上昇時と下降時の他方でのレドーム反射変動検出部のみの判断でレドームの付着物による反射波の変動を求め、送信波の周波数上昇時と下降時の両方で前記路側の停止物による反射波のビート信号の周波数とレドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、両方でのレドーム反射変動検出部の判断を停止するようにすると良い。
【００５９】
以上の実施の形態では、上昇・下降を繰り返す周波数をもった変調波である送信波を放射し、対象物で反射された反射波を受信し、送信波の周波数と反射波の周波数との周波数差を持つビート信号から対象物の距離と相対速度を算出し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、付着物検出手段は、送信波の周波数とレドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備えるものについて適用した。
【００６０】
この発明は、さらに、送信波を放射し対象物で反射された反射波を受信することにより対象物を検知し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、付着物検知手段はレドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備えるものにも適用でき、付着物検出手段によりレドームの付着物が検出された場合に、レドーム反射変動検出部により、レドームの付着物による反射波の時間的変動が大きいときは、レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、レドームの付着物による反射波の変動が小さいときは、レドームに定常的に付着物が付着したと判断するようにするとよい。
【００６１】
そして、レドーム反射変動検出部は、レドームの付着物による反射波の受信レベル又は位相の時間的変動により、レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するようにするとよい。
さらに、第１，第２受信アンテナを有し、レドーム反射変動検出部は、第１，第２受信アンテナでそれぞれ受信したレドームの付着物による各反射波の位相の位相差の時間的変動により、レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するようにするとよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ 車載レーダ装置 ２ ＣＰＵ
３ ＶＣＯ ４ 分配器
５ 送信アンテナ ６ レドーム
７ 付着物 ８ 対象物
９ 受信アンテナ １０ ミキサ
１１ アンプ １２ ローパスフィルタ
１３ Ａ／Ｄ変換器 １４ ＦＦＴ処理部
１５ 対象物算出部 １６ 付着物検知手段
１７ ＡＣＣ処理部 １８ ユーザーインターフェース装置
１９ エンジン制御ＥＣＵ ２０ ブレーキ制御ＥＣＵ
２１ 車内ＬＡＮ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波を放射し対象物で反射された反射波を受信することにより対象物を検知し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、
前記付着物検知手段は前記レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、
前記付着物検出手段により前記レドームの付着物が検出された場合に、前記レドーム反射変動検出部により、前記レドームの付着物による反射波の時間的変動が大きいときは、前記レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、前記レドームの付着物による反射波の変動が小さいときは、前記レドームに定常的に付着物が付着したと判断するようにしたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項２】
前記レドーム反射変動検出部は、前記レドームの付着物による反射波の受信レベル又は位相の時間的変動により、前記レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の車載レーダ装置。
【請求項３】
第１，第２受信アンテナを有し、
前記レドーム反射変動検出部は、前記第１，第２受信アンテナでそれぞれ受信した前記レドームの付着物による各反射波の位相の位相差の時間的変動により、前記レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の車載レーダ装置。
【請求項４】
上昇・下降を繰り返す周波数をもった変調波である送信波を放射し、対象物で反射された反射波を受信し、送信波の周波数と反射波の周波数との周波数差を持つビート信号から前記対象物の距離と相対速度を算出し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、
前記付着物検知手段は送信波の周波数と前記レドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、
前記付着物検出手段により前記レドームの付着物が検出された場合に、前記レドーム反射変動検出部により、前記ビート信号の低周波成分の時間的変動が大きいときは、前記レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、前記ビート信号の低周波成分の時間的変動が小さいときは、前記レドームに定常的に付着物が付着したと判断するようにしたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項５】
前記レドーム反射変動検出部は、前記ビート信号の低周波成分の受信レベル又は位相の時間的変動により、前記レドームの付着物による前記ビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するようにしたことを特徴とする請求項４記載の車載レーダ装置。
【請求項６】
第１，第２受信アンテナを有し、前記レドーム反射変動検出部は、
送信波の周波数と前記第１の受信アンテナで受信した前記レドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相と、
送信波の周波数と前記第２の受信アンテナで受信した前記レドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相との、位相差の時間的変動により、前記レドームの付着物による前記ビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するようにしたことを特徴とする請求項４記載の車載レーダ装置。
【請求項７】
送信波の周波数上昇時と下降時のそれぞれにおいて、前記レドーム反射変動検出部は、
前回に算出した対象物の距離と相対速度から、今回において、前記対象物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致するかどうかを予測し、送信波の周波数上昇時と下降時の一方において、前記対象物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、前記レドーム反射変動検出部を停止し、送信波の周波数上昇時と下降時の他方での前記レドーム反射変動検出部のみの判断で前記レドームの付着物による反射波の変動を求め、送信周波数上昇時と下降時の両方で前記対象物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、両方での前記レドーム反射変動検出部の判断を停止するようにしたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の車載レーダ装置。
【請求項８】
送信波の周波数上昇時と下降時のそれぞれにおいて、前記レドーム反射変動検出部は、自車両の速度から、路側の停止物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致するかどうかを予測し、送信波の周波数上昇時と下降時の一方において、前記路側の停止物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、前記レドーム反射変動検出部を停止し、送信波の周波数上昇時と下降時の他方での前記レドーム反射変動検出部のみの判断で前記レドームの付着物による反射波の変動を求め、送信波の周波数上昇時と下降時の両方で前記路側の停止物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、両方での前記レドーム反射変動検出部の判断を停止するようにしたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の車載レーダ装置。
【請求項１】
送信波を放射し対象物で反射された反射波を受信することにより対象物を検知し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、
前記付着物検知手段は前記レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、
前記付着物検出手段により前記レドームの付着物が検出された場合に、前記レドーム反射変動検出部により、前記レドームの付着物による反射波の時間的変動が大きいときは、前記レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、前記レドームの付着物による反射波の変動が小さいときは、前記レドームに定常的に付着物が付着したと判断するようにしたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項２】
前記レドーム反射変動検出部は、前記レドームの付着物による反射波の受信レベル又は位相の時間的変動により、前記レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の車載レーダ装置。
【請求項３】
第１，第２受信アンテナを有し、
前記レドーム反射変動検出部は、前記第１，第２受信アンテナでそれぞれ受信した前記レドームの付着物による各反射波の位相の位相差の時間的変動により、前記レドームの付着物による反射波の時間的変動を検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の車載レーダ装置。
【請求項４】
上昇・下降を繰り返す周波数をもった変調波である送信波を放射し、対象物で反射された反射波を受信し、送信波の周波数と反射波の周波数との周波数差を持つビート信号から前記対象物の距離と相対速度を算出し、本体を保護するレドームの付着物で反射された反射波から付着物検知手段でレーダの付着物による性能低下を検知する車載レーダ装置において、
前記付着物検知手段は送信波の周波数と前記レドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するレドーム反射変動検出部を備え、
前記付着物検出手段により前記レドームの付着物が検出された場合に、前記レドーム反射変動検出部により、前記ビート信号の低周波成分の時間的変動が大きいときは、前記レドームに一時的に付着物が付着したと判断し、前記ビート信号の低周波成分の時間的変動が小さいときは、前記レドームに定常的に付着物が付着したと判断するようにしたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項５】
前記レドーム反射変動検出部は、前記ビート信号の低周波成分の受信レベル又は位相の時間的変動により、前記レドームの付着物による前記ビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するようにしたことを特徴とする請求項４記載の車載レーダ装置。
【請求項６】
第１，第２受信アンテナを有し、前記レドーム反射変動検出部は、
送信波の周波数と前記第１の受信アンテナで受信した前記レドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相と、
送信波の周波数と前記第２の受信アンテナで受信した前記レドームの付着物による反射波の周波数との周波数差を持つビート信号の低周波成分の位相との、位相差の時間的変動により、前記レドームの付着物による前記ビート信号の低周波成分の時間的変動を検出するようにしたことを特徴とする請求項４記載の車載レーダ装置。
【請求項７】
送信波の周波数上昇時と下降時のそれぞれにおいて、前記レドーム反射変動検出部は、
前回に算出した対象物の距離と相対速度から、今回において、前記対象物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致するかどうかを予測し、送信波の周波数上昇時と下降時の一方において、前記対象物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、前記レドーム反射変動検出部を停止し、送信波の周波数上昇時と下降時の他方での前記レドーム反射変動検出部のみの判断で前記レドームの付着物による反射波の変動を求め、送信周波数上昇時と下降時の両方で前記対象物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、両方での前記レドーム反射変動検出部の判断を停止するようにしたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の車載レーダ装置。
【請求項８】
送信波の周波数上昇時と下降時のそれぞれにおいて、前記レドーム反射変動検出部は、自車両の速度から、路側の停止物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致するかどうかを予測し、送信波の周波数上昇時と下降時の一方において、前記路側の停止物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、前記レドーム反射変動検出部を停止し、送信波の周波数上昇時と下降時の他方での前記レドーム反射変動検出部のみの判断で前記レドームの付着物による反射波の変動を求め、送信波の周波数上昇時と下降時の両方で前記路側の停止物による反射波のビート信号の周波数と前記レドームの付着物による反射波のビート信号の周波数とがほぼ一致すると予想される場合には、両方での前記レドーム反射変動検出部の判断を停止するようにしたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の車載レーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３７３２２（Ｐ２０１１−２３７３２２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１０１０８（Ｐ２０１０−１１０１０８）
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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