JP2009276115A - 車載用レーダの動作制御装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【目的】車両の現在位置がレーダが誤動作する可能性がある領域および施設内に存在する場合の「車載用レーダの動作制御装置およびその制御方法」を提供することにある。
【構成】誤動作する領域を保存し、車両の現在位置を検出し、該現在位置が、レーダが誤動作する領域内か判断し、該現在位置が該誤動作領域内にあると判断した場合には、レーダの機能を停止する。更に、該レーダの動作状態を表示し、該現在位置が該誤動作領域内に存在するかしないかにより該レーダの動作状態の表示を切り替える。また、該誤動作領域および施設を更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は車載用レーダの動作制御装置およびその制御方法に係り、特に車両の現在位置がレーダが誤動作する可能性がある領域内に存在する場合の車載用レーダの動作制御装置およびその制御方法に関する。

レーダを用いて、周辺の車両や障害物の位置を検出して、その位置情報に基づいて警報をユーザに提示するシステムがある。レーダは、一般的に送受信アンテナを備え、送信アンテナからビームを繰り返し放射し、ターゲット（目標物）に反射した反射ビームを受信アンテナで受信する。しかる後、レーダ信号解析部において受信波と送信波の時間差により距離を計測し、あるいは周波数の変化分より距離、速度を算出する。また、複数の送受信アンテナを備える場合にはそれぞれの送受信アンテナにおける反射強度を比重計算することで目標物の方向を算出する。

図５は車載用レーダとして利用されるＦＭ−ＣＷレーダの概略構成図である（特許文献１）。ＦＭ−ＣＷレーダはＣＷレーダ（Continuous Wave Rader）の送信信号にFM変調を施して送信し、目標物からの反射波を受信する。すなわち、周波数可変発振器１は入力電圧に応じて発振周波数（中心周波数はf0）を変化し、ＦＭ変調部２はＦＭ変調電圧を発生して周波数可変発振器１に入力する。方向性結合器３は周波数可変発振器１から出力される三角波のＦＭ変調信号を送信アンテナ４と反射信号受信側に入力する。送信アンテナ４はＦＭ変調信号を目標物に向けて放射し、受信アンテナ５は目標物で反射して戻ってきた反射信号を受信する。ミキサ６は反射信号（受信信号）と送信信号を混合して両信号間のビート信号を出力し、信号処理部７はビート信号周波数を検出して目標物までの距離Ｒ、目標物との相対速度Ｖを計算する。

ＦＭを三角波の繰り返しで行うものとすると、送信信号の周波数と時間の関係は図６の実線で示すようになり、所定距離のところに存在する目標物（静止しているものとする）からの反射信号の周波数と時間の関係は同図の点線で示される。この結果、送信信号と反射信号間のビート信号周波数frは図７のように示され、このビート信号周波数を測定すれば目標物までの距離を算出できる。すなわち、ＦＭの繰り返し周波数をfm、ＦＭの周波数偏移幅をΔｆとすれば、距離Ｒの目標物からの反射信号と送信信号間のビート信号周波数frは次式
fr＝４R・fm・Δf/c （ｃは光速） （１）
で与えられる。

以上は、目標物が静止している場合であるが、目標物が移動している場合には、ドプラ効果により送信信号と受信信号の周波数対時間の関係は図８に示すようになる。すなわち、ビート信号周波数frは図９に示すように、固定した目標物の場合のビート信号周波数frにドプラ周波数fdを重畳したものとなる。そして、その方向は各変調サイクル毎に正負と交互に変わるから、目標物が移動している場合のビート信号周波数fbは次式で与えられる。
fb＝fr−fd （負の場合） （２）
fb＝fr＋fd （正の場合） （３）
但し、
fd＝２V・f0/c （Vは目標物との相対速度） （４）
従って、変調の各サイクル毎にfb（正）とfb（負）を加算して２で割ればfr、すなわち目標物までの距離Rが求まり、fb（正）からfb（負）を減算して２で割ればfd、すなわち相対速度Vが求まる。
特開２００７−９３５４２号公報

以上の原理により、目標物までの距離Rおよび相対速度Vを測定することができるが、空港や基地等の電波障害地域においては車載レーダが正しく距離や速度を測定できない場合がある。これは空港、自衛隊や米軍の基地、およびその周辺において該施設が使用するレーダの影響により車載レーダの動作が損なわれるからである。そのため、このような地域では車載レーダが誤動作しているにも関わらず、運転者はそのことに気付かないという問題があり、最悪の場合、障害物があるにもかかわらず車載レーダが誤動作しているため障害物を検出できず、接触事故等につながっていた。

以上より、本発明の目的は、車載レーダが誤動作する可能性がある地域を運転者に提示すると共に、車載レーダの動作状態も表示することで、事故を未然に防止することである。

本発明は、車両の現在位置が、レーダが誤動作する領域内に存在する場合の車載用レーダの動作制御装置およびその制御方法である。
本発明の車載用レーダの動作制御装置は、レーダが誤動作する可能性がある領域および施設を記憶する誤動作情報記憶部と、車両の現在位置を検出する現在位置検出部と、前記現在位置が前記誤動作領域内にあるか否かの判断し、前記現在位置が前記誤動作領域内にあると判断した場合には、前記レーダの機能を停止するための制御を行う制御部と、を備えている。

本発明の車載用レーダの動作制御装置は、更に、レーダの機能の動作状態を表示する表示部を備え、前記制御部は、前記レーダの動作状態を表示部に表示し、前記現在位置が前記領域内にある場合には、前記レーダの機能が停止中であることを示す表示を行い、前記領域内にない場合には前記レーダの機能が動作中であることを示す表示を行うように制御する。

本発明の車載用レーダの動作制御装置は、更に、レーダの機能の動作状態を表示する表示部を備え、前記制御部は、前記レーダの動作状態を表示部に表示し、前記現在位置が前記領域内にある場合には、前記レーダの機能が停止中であることを示す表示を行い、前記領域内にない場合には前記レーダの機能が動作中であることを示す表示を行うように制御する。

本発明の車載用レーダの動作制御装置は、更に、レーダが誤動作する可能性がある領域および施設を更新する更新部を備え、前記誤動作情報記憶部は、前記更新部によりレーダが誤動作する領域および施設を新たに記憶する。

本発明の車載用レーダの動作制御装置の前記更新部は記憶媒体または通信により更新情報を取得する。
本発明の車載用レーダの動作制御装置をナビゲーション装置に搭載し、前記制御部は、前記現在位置が前記施設より所定距離内にあるか否かの判断を行い、該所定距離内にある場合には前記領域を前記表示部に表示するように制御する。

本発明の車載用レーダの動作制御方法は、誤動作する可能性がある領域および施設を保存するステップ、車両の現在位置を検出するステップ、前記現在位置が、レーダが誤動作する領域内にあるか否かの判断を行うステップ、前記現在位置が前記領域内にあると判断した場合には、レーダの機能を停止するステップ、を備えている。

本発明の車載用レーダの動作制御方法は、更に、前記レーダの機能の動作状態を表示するステップ、前記現在位置が前記領域内にある場合には、前記レーダの機能が停止中であることを示す表示を行い、前記領域内にない場合には前記レーダの機能が動作中であることを示す表示を行うステップ、を備えている。

本発明の車載用レーダの動作制御方法は、更に、前記レーダが誤動作する可能性がある領域および施設を更新するステップ、を備えている。
本発明の車載用レーダの動作制御方法は、更に、前記現在位置が前記施設より所定距離内にあるかの判断をおこない、該所定距離内にある場合には前記領域を表示するステップ、を備えている。

本発明によれば、車載レーダの誤動作する可能性がある強電界地域を記憶し、車両の現在位置が該地域に接近したとき、該地域を表示し、車両が該地域に入ったとき、レーダの機能を停止すると共に、レーダの動作状態を示す表示の切り替えをするようにしたので、運転者はレーダの動作保障ができない地域を知ることができ、レーダの動作状態も表示で確認できる。

（Ａ）本発明の概要
図１は本発明の概略説明図である。１１は表示画面、１２は自車現在位置を示す車両マーク、１３は強電界施設、１４は強電界によるレーダ誤動作領域、１５はレーダ正常動作状態を示す動作ＯＮアイコン、１６はレーダ動作ＯＦＦアイコンである。

自車現在位置１２が図１（Ａ）に示すように、強電界施設１３より所定距離外に存在する場合には、動作ＯＮアイコン１５を表示する。ついで、自車現在位置１２が図１（Ｂ）に示すように、強電界施設１３より所定距離内に存在する場合には、誤動作領域１４を表示する。次に、自車現在位置１２が図１（Ｃ）に示すように、誤動作領域１４内に入った場合には、図示しない車載用レーダの機能を停止するように制御すると共に、動作ＯＦＦアイコン１６を表示する。しかる後、誤動作領域１４外に移動した場合には、該レーダの機能が動作するように制御すると共に、動作ＯＮアイコン１５を表示し、強電界施設１３より所定距離外に存在する場合には誤動作領域１４を非表示にする。

従来は強電界施設およびその周辺では、運転者は車載用レーダが目標物を正確に捉えられていないことを知らず、最悪の場合、接触事故が発生していたが、本発明によれば車載用レーダを無力化し、その旨をユーザに明示して注意を喚起することができ、接触事故を未然に防ぐことができる。

（Ｂ）実施例
図２は、本発明の車載用レーダを搭載できるナビゲーション装置の構成図である。
地図記録媒体（ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤＤなど）２１は地図データを記録しており、必要に応じて読み取られるようになっている。地図データは、誘導経路探索やマップマッチングに使用する道路レイヤ、地図上のオブジェクトを表示するための背景レイヤ、地図上の市町村名など文字を表示するための文字レイヤなどから構成されている。誤動作領域データベース２２は後述する図３で説明するようにレーダが正確に目標物を捉えることができない強電界施設および誤動作領域を記憶している。操作部２３はナビゲーション装置を操作するもので、リモコン、操作用のハードキーなどを有している。

ＧＰＳ受信機２４はＧＰＳ衛星から送られてくる位置情報を受信して車両の絶対的現在位置を測定する。自律航法センサ２５は、車両回転角度を検出するジャイロなどの角度センサ（図示せず）と、一定走行距離毎にパルスを発生する距離センサ（図示せず）とを備え、自律的に車両の現在位置を推定できるようになっている。

地図バッファ２６は地図記録媒体から読み取った地図データを保存する。制御部２７は（１）車両の現在位置の計算制御、（２）車両周辺の地図データをバッファに読み出す地図読み出し制御、（３）目的地までの誘導経路探索処理、（４）後述する本発明の車載用レーダの動作制御などを行う。地図描画部２８は地図バッファ２６に読み出された地図データを用いて地図画像を生成してＶＲＡＭ２９に書き込み、読出部３０は制御部２７からの指示に従ってＶＲＡＭ２９から所定の画像部分を切り取って画像合成部３１に入力する。

誘導経路メモリ３２は、制御部２７により探索された目的地までの誘導経路情報、すなわち誘導経路を構成する全ノードの位置データを出発地から目的地まで記録する。誘導経路描画部３３は誘導経路情報を用いて誘導経路画面を発生して画像合成部３１に入力し、地図画像上に強調表示する。操作画面発生部３４は制御部２７の制御により各種メニュー画面（操作画面）を生成して画像合成部３１に入力し、マーク発生部３５は制御部２７の制御により、（１）データベース２２が記憶してある誤動作領域（２）車両位置マークやカーソルや本発明の車載レーダの動作状態を表わすアイコン、の生成を行い、画像合成部３１に入力する。タッチパネル式表示装置３６は画像合成部３１により生成された画像を表示する。警報部３７はレーダにより障害物が検出されたとき、警報を発生するすると共に自車両の現在位置がレーダ誤動作領域内に入った場合に、制御部２７の制御により該誤動作領域内に入った旨をユーザに報知する。

車載用レーダ３８は、例えばＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式の車載用ミリ波レーダモジュールを採用できる。このレーダ３８は、駆動回路３９ａ、信号処理部３９ｂを備えたレーダ制御部３９、駆動回路３９ａからの駆動信号により電波ビームを発信する電波ビーム発信部４０ａ、物体からの反射電波を受信する反射電波受信部４０ｂを備えた送受信回路４０、ビームをスキャンさせるビーム走査型アンテナ４１を備えている。

誤動作領域更新部４２は誤動作領域データベース２２に記憶されている誤動作領域を更新する。例えば、ブルートゥースや無線ＬＡＮ等の通信手段（図示せず）により更新することもでき、もしくはＣＤやＤＶＤ等の記憶媒体（図示せず）により更新することもできる。

図３は誤動作領域データベース２２を説明する図であり、車載用レーダ３８が正常動作することができないほど強力な電波を放射している強電界施設の名称、該施設の位置データ、レーダが正常動作できないと想定される誤動作領域を記憶している。誤動作領域は、強電界施設の位置を中心とした半径により特定する。尚、誤動作領域は、強電界施設を中心とした矩形形状により特定してもよく、かかる場合対角線上の二点の位置データにより、矩形領域を特定する。また実際に強電界施設周辺においてレーダが誤動作する領域を測定し、該領域特定データを記憶しておいてもよい。

図４は車載用レーダを備えたナビゲーション装置の動作処理フローであり、以下処理フローに従って、説明する。
制御部２７はレーダ３８を通常動作させ、かつ図１（Ａ）に示すようにタッチパネル式表示装置３６に、自車位置周辺地図を表示すると共に、車両マーク１２、レーダ動作ＯＮアイコン１５を該周辺地図に重畳して表示し（ステップＳ４０１）、制御部２７は現在位置が強電界施設から所定距離内にあるか否か判断し（ステップＳ４０２）、該所定距離内にある場合にはステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０２において、現在位置が強電界施設から所定距離内にあると判断した場合には、制御部２７は図１（Ｂ）に示すように誤動作領域１４を表示する（ステップＳ４０３）。尚、制御部２７は、図３に示した誤動作領域データベース２２に記憶されているデータに基づいてレーダ誤動作領域１４を発生、表示する。

次に、制御部２７は、ＧＰＳ受信機２４、自律航法センサ２５により自車現在位置を算出し（ステップＳ４０４）、該現在位置が誤動作領域データベース２２に記憶してあるレーダ誤動作領域内１４に存在するかの判断を行い（ステップＳ４０５）、レーダ誤動作領域外に存在する場合にはステップＳ４０２以降の処理を繰り返し、誤動作領域１４内に存在する場合にはステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０５において、誤動作領域１４内と判断した場合には、制御部２７は車載用レーダの機能を停止すると共に、図１（Ｃ）に示すようにタッチパネル式表示装置３６に表示していた動作ＯＮアイコン１５を動作ＯＦＦアイコン１６に切り替え、誤動作警報部３７より自車両が誤動作領域１４内にあることを警告する（ステップＳ４０６）。尚、車載用レーザーの機能を停止するには、制御部２７が（１）駆動回路３９ａの動作を禁止する、（２）信号処理部３９ｂからの入力信号を無視する、のうち少なくともいずれか一つの制御を行う。

しかる後、制御部２７は、ＧＰＳ受信機２４、自律航法センサ２５により自車現在位置を検出し（ステップＳ４０７）、該現在位置が誤動作領域内にまだ存在するかの判断を行い（ステップＳ４０８）、誤動作領域１４内に存在する場合にはステップＳ４０６に戻り、誤動作領域１４外の場合にはステップＳ４０９に進む。

ステップＳ４０８において、誤動作領域１４外であると判断した場合には、制御部２７はレーダを通常動作させると共に、タッチパネル式表示装置３６に表示していた動作ＯＦＦアイコン１６を動作ＯＮアイコン１５に切り替えるように制御し（ステップＳ４０９）、地図上の誤動作領域１４を非表示にする（ステップＳ４１０）。

以上、本実施例によれば、強電界地域、すなわちレーダの誤動作領域を記憶し、車両の現在位置が該領域内であれば、レーダを無力化し、該レーダの動作状態を表示するようにしたので、車載用レーダが目標物を正確に捉えられていないことを運転者に明示して注意を喚起することができ、不注意な事故を未然に防止することができる。

本実施例では、ナビゲーション装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車載用レーダ装置に適用できるものであり、かかる場合にも、実施例と同様の効果を得ることができる。

本発明の概略説明図である。 本発明の車載用レーダの動作制御装置を搭載したナビゲーション装置の構成図である。 本発明の誤動作領域データベース２２の説明図である。 本発明の制御部２７による車載用レーダの動作処理フローである。 従来の車載用レーダの概略構成図である。 従来の車載用レーダの送信信号の周波数と時間の関係図である。 従来の車載用レーダの送信信号と反射信号間のビート信号周波数frである。 従来の車載用レーダのドプラ効果による送信信号と受信信号の周波数対時間の関係図である。 従来の車載用レーダのビート信号周波数frである。

符号の説明

１１ ナビゲーション装置の表示画面
１２ 自車両現在位置
１３ 強電界施設
１４ レーダ誤動作領域
１５ レーダ正常状態アイコン
１６ レーダ誤動作状態アイコン
２２ 誤動作領域データベース
２４ ＧＰＳ受信機
２５ 自律航法センサ
２７ 制御部
３５ 各種マーク発生部
３７ 警報部
３８ レーダ
３９ レーダ制御部
３９ａ 駆動回路
３９ｂ 信号処理部
４０ 送受信回路
４０ａ 電波ビーム発信部
４０ｂ 反射電波受信部
４１ ビーム走査型アンテナ
４２ 誤動作領域更新部

Claims (9)

1. 車載用レーダの動作制御装置において、
   レーダが誤動作する可能性がある領域および施設を記憶する誤動作情報記憶部と、
   車両の現在位置を検出する現在位置検出部と、
   前記現在位置が前記誤動作領域内にあるか否かの判断し、前記現在位置が前記誤動作領域内にあると判断した場合には、前記レーダの機能を停止するための制御を行う制御部と、
   を備えたことを特徴とする車載用レーダの動作制御装置。
2. 更に、レーダの機能の動作状態を表示する表示部を備え、
   前記制御部は、前記レーダの動作状態を表示部に表示し、前記現在位置が前記領域内にある場合には、前記レーダの機能が停止中であることを示す表示を行い、前記領域内にない場合には前記レーダの機能が動作中であることを示す表示を行うように制御すること、特徴とする請求項１記載の車載用レーダの動作制御装置。
3. 更に、レーダが誤動作する可能性がある領域および施設を更新する更新部を備え、
   前記誤動作情報記憶部は、前記更新部によりレーダが誤動作する領域および施設を新たに記憶すること、を特徴とする請求項２記載の車載用レーダの動作制御装置。
4. 前記更新部は記憶媒体または通信により更新情報を取得すること、を特徴とする請求項３記載の車載用レーダの動作制御装置。
5. 請求項４記載の車載用レーダの動作制御装置をナビゲーション装置に搭載し、
   前記制御部は、前記現在位置が前記施設より所定距離内にあるか否かの判断を行い、該所定距離内にある場合には前記領域を前記表示部に表示するように制御すること、
   を特徴とするナビゲーション装置。
6. 車載用レーダの動作制御方法において、
   誤動作する可能性がある領域および施設を保存するステップ、
   車両の現在位置を検出するステップ、
   前記現在位置が、レーダが誤動作する領域内にあるか否かの判断を行うステップ、
   前記現在位置が前記領域内にあると判断した場合には、レーダの機能を停止するステップ、
   を備えたことを特徴とする車載用レーダの動作制御方法。
7. 更に、前記レーダの機能の動作状態を表示するステップ、
   前記現在位置が前記領域内にある場合には、前記レーダの機能が停止中であることを示す表示を行い、前記領域内にない場合には前記レーダの機能が動作中であることを示す表示を行うステップ、
   を備えたことを特徴とする請求項６記載の車載用レーダの動作制御方法。
8. 更に、前記レーダが誤動作する可能性がある領域および施設を更新するステップ、を備えたことを特徴とする請求項７記載の車載用レーダの動作制御方法。
9. 更に、前記現在位置が前記施設より所定距離内にあるかの判断をおこない、該所定距離内にある場合には前記領域を表示するステップ、
   を備えたことを特徴とする請求項８記載の車載用レーダの動作制御方法。

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