專利名稱：障礙物檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種障礙物檢測裝置。
背景技術(shù)：
已知一種技術(shù)，其在水平方向上排列有八個接收天線，且將第一個以及第八個接收天線與其他的接收天線相比而向上方錯開，并根據(jù)由第一個接收天線與第二個接收天線形成的第一斜向、和由第七個接收天線與第八個接收天線形成的第二斜向，而求取目標物在上下方向上的方位(例如，參照專利文獻I)。在該技術(shù)中，對由第一個至第八個接收天線得到的信號實施DBF (Digital BeamForming :數(shù)字波束形成)處理，并檢測出距離、相對速度、以及在水平方向上的角度。之后， 用相位單脈沖方式分別檢測出目標物相對于第一斜向的方位、以及目標物相對于第二斜向的方位，并根據(jù)兩個檢測結(jié)果來求取目標物在上下方向上的方位。但是，根據(jù)接收天線被排列的間隔和角度，目標物的檢測精度和可檢測的方位會改變。在此，例如對于遠距離和近距離而言，所要求的精度和檢測范圍將不同。此外，根據(jù)行駛狀況和周邊環(huán)境，從而所要求的性能也會不同。在如現(xiàn)有技術(shù)那樣，接收天線的組合被預先設定了的情況下，將無法根據(jù)狀況來發(fā)揮所要求的性能。例如，當上下方向上的方位的檢測精度較低時，有可能會將鋪設在道路上的鐵板檢測為障礙物，從而盡管車輛能夠從鐵板上通過，但仍實施了不必要的警告或制動操作。但是，僅特殊化成對該鐵板進行檢測的性能的雷達，則無法對較廣的范圍進行檢測。在先技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平11-287857號公報專利文獻2 :日本特開2008-151583號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明是鑒于上述問題點而完成的，其目的在于，提供一種能夠更加準確地對各種各樣的目標物進行檢測的技術(shù)。用于解決課題的方法為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及的障礙物檢測裝置采用了以下的方式。S卩，本發(fā)明所涉及的障礙物檢測裝置的特征在于，具備接收天線部，其在水平方向上排列多個接收天線且該多個接收天線中的一部分在上下方向上錯開排列，并且所述接收天線部具有多個對目標物在水平方向上的方位以及在上下方向上的方位進行檢測的、接收天線的組合；檢測單元，其改變所述接收天線的組合而對目標物進行多次檢測。在此，通過使用在水平方向上排列的接收天線中的一個接收天線、和在上下方向上錯開排列的接收天線中的一個接收天線這兩個接收天線，從而能夠?qū)δ繕宋锵鄬τ谛毕虻姆轿贿M行檢測。即，能夠?qū)δ繕宋锵鄬τ谶@兩個接收天線所排列的方向的方位進行檢測。而且，只要至少存在兩個所排列的角度不同的、接收天線的組合，便能夠?qū)δ繕宋镌谒椒较蛏系姆轿灰约霸谏舷路较蛏系姆轿贿M行檢測。而且，如果存在多個所排列的角度不同的、接收天線的組合，則成為具有多個對目標物在水平方向上的方位以及在上下方向上的方位進行檢測的、接收天線的組合的情況。而且，檢測單元能夠改變接收天線的組合而對目標物進行多次檢測。此處，在單脈沖方式中，當例如由兩個接收天線來求取目標物的方位時，根據(jù)接收天線間的距離(間隔)，能夠檢測目標物的范圍和目標物的檢測精度將會改變。例如，雖然接收天線的間隔越窄，則能夠以越寬的角度對目標物進行檢測，但目標物的檢測精度將越降低。反之，雖然接收天線的間隔越寬，則由于相位的反轉(zhuǎn)而使能夠檢測目標物的角度越減小，但檢測精度將越提高。此外，在斜向上排列的接收天線的組合中，其排列方向越接近上、下方向，則能夠越高精確地求出在該上下方向上的方位。如此，由于根據(jù)接收天線的排列方向和排列間隔而能夠檢測目標物的范圍和目標物的檢測精度將會改變，因此，只要改變接收天線的組合而對目標物進行多次檢測，便能夠根據(jù)各種各樣的情況來對目標物進行檢測。例如，當正在高速公路上行駛時，在存在有位于較遠的距離處且在該高速公路的上方通過的橋的情況下，則能夠檢測出該橋。即，由于橋等具有比較寬的面，因此接收信號電平增高，從而容易進行檢測。但是，由于距離遠因而也可以不用立即進行應對。而且，即使對這種遠距離的范圍進行精確查找，也只會使處理變得復雜。即，在遠距離的情況下，最好采用盡管精度低但能夠?qū)^廣的范圍進行檢測的方式。另一方面，對在道路上所鋪設的鐵板等而言，關(guān)于本車輛能夠從其上通過的程度的較薄的目標物，由于接收信號電平較小，因而不達到較近的距離便不能夠檢測出。在此，對于存在于距離較近處的目標物，如果不立即進行應對則有可能發(fā)生碰撞。但是，由于與鐵板等不會發(fā)生碰撞，因此希望高精度地對是否為本車輛能夠通過的厚度進行檢測。由于這種原因，因而在近距離的情況下最好采用盡管只能對較窄的范圍進行檢測但精度較高的方式。如此，即使在根據(jù)距離而所要求的性能將會不同的情況下，也能夠通過改變接收天線的組合而對目標物進行多次檢測，從而進行應對。此外，例如，能夠?qū)τ蓹z測單元檢測出的至少兩次的檢測結(jié)果進行比較從而提高對目標物的檢測精度。例如，在使用兩個接收天線而對目標物進行檢測的情況下，如果在相同距離處存在多個相同相對速度的目標物，則存在如下的情況，即，來自這些目標物的接收波將被合成，從而導致無法準確地對目標物進行檢測。此外，有時會由于相位的反轉(zhuǎn)而導致無法準確地對目標物進行檢測。即使在這種情況下，也能夠通過對由檢測單元檢測出的至少兩次的檢測結(jié)果進行比較，從而提高目標物的檢測精度。而且，在本發(fā)明中，所述檢測單元能夠在距離越近時使用配置間隔越寬的接收天線的組合而對目標物進行檢測。在此，以較寬的間隔被排列的接收天線能夠高精度地對目標物的方位進行檢測。例如，如果使用排列方向為斜向且間隔較寬的接收天線的組合，則能夠高精度地對目標物在上下方向上的方位進行檢測。例如，路面上所鋪設的鐵板等的、本車輛能夠從其上方通過的目標物，由于使雷達波進行反射的面為鐵板的厚度方向的面，因而當處于遠距離時，雷達波的接收信號電平將減小。因此，在遠距離時檢測精度將下降。另一方面，由于在遠距離處，即使是較大的目標物，距接近該目標物也需要耗費時間，因此在很多情況下，即使檢測精度較低也無妨。而且，對于存在于遠距離處的目標物，不需要為了回避碰撞而實施制動，只要對駕駛員發(fā)出警告即可。即，在遠距離時，只要用以窄間隔被排列的接收天線而對較寬的范圍進行檢測即可。相對于此，在近距離時，即使是鐵板等較薄的目標物，接收信號電平也會增大。在此，當目標物存在于近距離處時，對于該目標物將要求較高的檢測精度。例如，當在近距離處存在目標物時，如果該目標物是有可能發(fā)生碰撞的物體，則必須立即執(zhí)行對碰撞進行回避的控制。相反地，當相對于鐵板等目標物實施了回避碰撞的控制時，則成為執(zhí)行了不必要的控制的情況。如此，在近距離時，要求進行精度更高的檢測。此時，只要選擇間隔更寬的接收天線即可。此外，例如，當本車輛正在直行前進時，在近距離處，只要在本車輛的行進方向的較窄范圍內(nèi)沒有障礙物就沒有問題。例如，即使在檢測到了存在于遠距離處的橋的情況下，當接近至距本車輛很近時，由于橋位于本車輛的上方因而不會被雷達所檢測到，但是由于沒有與本車輛發(fā)生碰撞的可能性，因此未檢測到也無妨。 如此，通過在距離越近時，使用配置間隔越寬的接收天線的組合來對目標物進行檢測，從而能夠使用最佳組合來對目標物進行檢測。此外，在本發(fā)明中，所述檢測單元能夠根據(jù)所檢測出的目標物的距離，而對接收天線的組合進行變更。S卩，當檢測出目標物的距離時，根據(jù)該距離而改變接收天線的組合，并再一次對目標物進行檢測。如上所述，根據(jù)距離，有時需要對目標物進行精確查找，也有時不需要進行精確查找。例如，當使用接收天線的間隔較窄的組合而檢測出了目標物時，在距該目標物的距離較近的情況下，則使用接收天線的間隔較寬的組合來對目標物進行再次檢測。由此，能夠根據(jù)目標物的距離而選擇最佳的組合。此外，當接收天線的間隔為中心頻率的波長的二分之一以上時，有時會由于相位的反轉(zhuǎn)而使目標物的位置被偏離地檢測出。此時，僅使用該接收天線的組合而對所檢測出的位置是否正確進行判斷是很困難的。相對于此，使用間隔更寬的接收天線的組合來對目標物進行檢測，如果此時目標物被檢測出在相同位置，則能夠判斷為該位置為正確的位置，如果檢測出在不同的位置，則能夠判斷為該位置為錯誤的位置。此外，由于當判斷為位置被偏離地檢測出時，能夠?qū)φ_的位置進行運算，因此能夠使用間隔更寬的接收天線的組合來對目標物的位置進行確定。另外，可以首先使用間隔較窄的接收天線的組合而檢測出目標物的大致方位，之后，使用間隔較寬的接收天線的組合來對目標物進行精密檢測，也可以使該順序相反。 此外，在本發(fā)明中，所述變更單元能夠根據(jù)本車輛的速度來對接收天線的組合進行變更。在此，由于本車輛的速度越快，將越早地與目標物發(fā)生碰撞，因此，要求更高精度的天線的組合。此外，在本發(fā)明中，能夠使所述接收天線在水平方向上排列有三個以上，所述檢測單元使用排列在水平方向上的三個以上的接收天線而對水平方向上的方位進行檢測，之后，使用在上下方向上錯開排列的接收天線而對上下方向上的方位進行檢測。
通過排列在水平方向上的三個以上的接收天線，能夠檢測出目標物相對于水平方向的方位。此時，可以使用單脈沖方式以外的高分辨率處理。通過使用三個以上的接收天線來對目標物相對于水平方向的方位進行檢測，從而能夠更準確地對水平方向上的方位進行檢測。而且，通過使用排列在斜向上的接收天線，能夠?qū)δ繕宋镌谏舷路较蛏系姆轿贿M行檢測。根據(jù)該目標物在上下方向上的方位以及距目標物的距離等，能夠?qū)δ繕宋锏娜S坐標進行確定。即，如果使用在水平方向上排列有三個以上的接收天線，則與使用在水平方向上排列有兩個的接收天線的情況相比，能夠更高精度地對目標物在水平方向上的方位進行檢測。而且，在首先高精度地檢測出了水平方向上的方位的基礎上，能夠使用在上下方向上錯開排列的接收天線而求出上下方向上的方位。而且，通過改變接收天線的組合而對水平方向以及上下方向上的方位進行多次檢測，并對這些檢測結(jié)果進行比較，從而能夠進一步提聞對目標物的檢測精度。此外，在本發(fā)明中，所述檢測單元能夠根據(jù)基于目標物的相對速度以及距離而得出的、距與目標物發(fā)生碰撞的時間，而對所述組合進行變更。
通過用目標物的距離除以相對速度，從而能夠?qū)嗯c目標物發(fā)生碰撞的時間(TTC)進行推斷。該時間越短，則要求以越高的精度對目標物進行檢測。即，當距與目標物發(fā)生碰撞的時間較短時，只要使用間隔更寬的接收天線的組合來高精度地對目標物進行檢測即可。另一方面，當距與目標物發(fā)生碰撞的時間較長時，只要通過使用間隔更窄的接收天線的組合來預先掌握目標物的大致的位置，并且預先對在較寬的范圍內(nèi)是否存在目標物進行檢測，便容易重新檢測到其他的目標物。例如，可以根據(jù)用接收天線中的任意的組合而檢測出的TTC，并在對接收天線的組合進行變更之后，再次對目標物進行檢測。另外，當具備與在本車輛的前方行駛的其他車輛保持預定的距離并跟隨的系統(tǒng)時，也可以根據(jù)該其他車輛接近至預定的距離的時間，來對所述組合進行變更。此外，在本發(fā)明中，能夠根據(jù)用于對駕駛員進行輔助的駕駛輔助系統(tǒng)的種類而對所述組合進行變更。駕駛輔助系統(tǒng)是指，例如，代替駕駛員來對車輛進行控制、或防備碰撞從而對駕駛員進行保護的系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，由于需要對目標物進行檢測的距離和方位各自不同，因此接收天線的最佳組合各自不同。只要根據(jù)這些系統(tǒng)來對接收天線的組合進行變更，便能夠選擇與系統(tǒng)相對應的最佳的組合。另外，所述駕駛輔助系統(tǒng)也可以是回避碰撞或減輕碰撞的傷害的預碰撞安全系統(tǒng)、與在本車輛的前方行駛的其他車輛保持預定的距離并跟隨的在前車輛跟隨控制系統(tǒng)、或防止本車輛從所行駛的車道上脫離的車道保持輔助系統(tǒng)中的至少一個系統(tǒng)。也可以具備多個這些系統(tǒng)，并根據(jù)各個系統(tǒng)而對接收天線的組合進行變更。此外，也可以具備這些系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)，并使用與該系統(tǒng)相對應的接收天線的組合。無論在何種情況下，均能夠在各個系統(tǒng)中對接收天線的組合進行變更，從而提高精度。 此外，在本發(fā)明中，所述檢測單元能夠根據(jù)周邊環(huán)境而對所述組合進行變更。作為周邊環(huán)境，例如可以列舉出道路的形狀、本車輛正在行駛的道路與其他道路之間的關(guān)系等。例如，在交叉路口處，由于有可能會從左右方突然出現(xiàn)其他車輛或行人，因此如果使用能夠?qū)Ω鼘捊嵌鹊姆秶M行檢測的接收天線的組合，則能夠檢測出上述情況。周邊環(huán)境例如可以通過雷達來獲得，也可以通過導航系統(tǒng)來獲得。
此外，例如，由于當本車輛欲進行右轉(zhuǎn)彎或左轉(zhuǎn)彎時，行進方向?qū)⒋蠓雀淖?，因此要求進行目標物的檢測的范圍也將大幅度改變。此時，只要配合行進方向來對檢測范圍進行變更即可。以行駛于彎道時也同樣。例如，當對本車輛的方向指示器進行了操作時，可以選擇能夠?qū)Π摲较蛟趦?nèi)的寬角度的范圍進行檢測的接收天線的組合。此外，例如，也可以根據(jù)本車輛正在進行行駛的是一般道路還是高速公路，來對接收天線的組合進行變更。例如，由于在高速公路上，存在很多橫跨該高速公路的上方的橋、和指示牌，因此檢測到更遠的目標物的機會較多。因此，只要更多地使用間隔較窄的接收天線的組合對目標物進行檢測即可。在這種情況下，也能夠通過同時使用間隔較寬的接收天線的組合，來進一步提高精度。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠更加準確地對各種各樣的目標物進行檢測。


圖I為實施例所涉及的障礙物檢測裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖2為圖示了實施例I所涉及的接收天線的排列的圖。圖3為圖示了從本車輛的后方觀察時的、接收天線的排列方向與目標物的位置之間的關(guān)系的一個示例的圖。圖4為圖示了實施例I所涉及的目標物的檢測流程的流程圖。圖5為圖示了實施例3所涉及的接收天線的排列的圖。圖6為圖示了實施例3所涉及的目標物的檢測流程的流程圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明所涉及的障礙物檢測裝置的具體的實施方式進行說明。實施例I圖I為本實施例所涉及的障礙物檢測裝置I的概要結(jié)構(gòu)圖。該障礙物檢測裝置I為，被搭載在車輛的前部，并對在本車輛的前方存在目標物的情況進行檢測，進而對距該目標物的距離、相對速度和方位等進行檢測的裝置。對于發(fā)送電波，采用了毫米波。障礙物檢測裝置I被構(gòu)成為，具備振蕩器2、發(fā)送天線3、接收天線部4、混頻器5、濾波器6、A/D(Analog/Digital :模擬 / 數(shù)字)轉(zhuǎn)換器 7、以及 ECU (Electric Control Unit:電子控制單元)10。振蕩器2以中心頻率為FO (例如為76. 5GHz)的毫米波段的頻率進行振蕩，并輸出以頻率呈三角波狀變化的方式而進行了調(diào)頻的信號。發(fā)送天線3根據(jù)來自振蕩器2的發(fā)送信號而發(fā)送雷達波。接收天線部4對由發(fā)送天線3發(fā)送出的雷達波在物體上反射而成的反射波進行接收。接收天線部4為陣列天線，并由第一接收天線4a、第二接收天線4b、第三接收天線4c、以及第四接收天線4d構(gòu)成。而且，每個接收天線4a、4b、4c、4d分別由在上下方向上排列的多個貼片天線構(gòu)成。關(guān)于接收天線4a、4b、4c、4d的排列將在后文敘述。另外，在本實施例中，第一接收天線4a、第二接收天線4b、第三接收天線4c、以及第四接收天線4d相當于本發(fā)明中的接收天線。另外，接收天線只要有三個以上即可。
混頻器5對應于每個接收天線4a、4b、4c、4d而被設置，并被輸入來自振蕩器2的本地信號。來自各個接收天線4a、4b、4c、4d的接收信號與該本地信號混合而被降頻變頻為中間頻率。通過該降頻變頻而得到差頻信號(發(fā)送信號與接收信號的差信號)。濾波器6對應于每個接收天線4a、4b、4c、4d而被設置，且從混頻器5的輸出中去除不需要的信號成分。A/D轉(zhuǎn)換器7也對應于每個接收天線4a、4b、4c、4d而被設置，且通過對濾波器6的輸出進行取樣從而生成接收數(shù)據(jù)。E⑶10被構(gòu)成為，具備執(zhí)行程序的CPU、存儲由該CPU執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)表的ROM(Read Only Memory :只讀存儲器)、作為工作區(qū)而使用的RAM(Read Access Memory :隨機存取存儲器)、輸入輸出接口等。例如，E⑶10將振蕩器2啟動，并根據(jù)振蕩器2的工作中所得到的各個接收數(shù)據(jù)，而執(zhí)行對目標物的位置和相對速度進行求取的處理。而且，ECUlO根據(jù)所檢測出的目標物的方位、距離、相對速度中的各個信息，而對警報裝置11進行控制。警報裝置11為，例如使用聲音或光等對車輛的駕駛者警告障礙物的存在的裝置。另外，也可以根據(jù)目標物的方位、距離、相對速度，來驅(qū)動安全帶預緊器和安全氣囊、制動器、節(jié)氣門等。
在此，對于三角波調(diào)制FM-CW方式進行說明。在將相對速度為零時的差頻頻率設定為FR、將基于相對速度而產(chǎn)生的多普勒頻率設定為FD、將頻率增加的區(qū)間(上升區(qū)間)內(nèi)的差頻頻率設定為FBI、且將頻率減少的區(qū)間(下降區(qū)間)內(nèi)的差頻頻率設定為FB2時，以下的關(guān)系將成立。FBl = FR — FDFB2 = FR + FD因此，如果單獨對調(diào)制周期的上升區(qū)間和下降區(qū)間的差頻頻率FBl和FB2進行測定，則能夠根據(jù)下式而求出FR以及FD。FR = (FBI + FB2) /2FD = (FB2 — FBI)/2而且，如果求出FR以及FD，則能夠根據(jù)下式而求出目標物的距離R和速度V。R = (C/ (4 AF FM)) FRV = (C/ (2 FO)) FD其中，C為光的速度，F(xiàn)M為FM調(diào)制頻率，A F為調(diào)制寬度，R)為中心頻率。而且，目標物的方位能夠用相位單脈沖方式來進行計算。在此，當以檢測出從正面以角度e入射至兩個接收天線的反射波的情況為例進行說明時，則根據(jù)由兩接收天線接收到的反射波的相位差0，并基于下式而能夠計算出目標物的方位角0。0 = SirT1U ￠/2 Ji D)其中，D為兩接收天線的間隔，\為發(fā)送波的波長。但是，當兩接收天線的間隔D被設定為長于\ /2的值時，將產(chǎn)生相位的反轉(zhuǎn)，目標物的方位角e將成為下式所表示的多個候選中的某一個值，而無法唯一地確定。0 = sirf1 {入(+2 K)/2 D}、(K = 0,1, 2,…)因此，在本實施例中，使用多個于接收天線4a、4b、4c、4d中成為斜向的組合，而對目標物的方向進行確定。圖2為圖示了本實施例所涉及的接收天線的排列的圖。第一接收天線4a、第二接收天線4b、第三接收天線4c以及第四接收天線4d被設置在同一平面上。另外，圖2圖示了各個接收天線4a、4b、4c、4d的中心點。在圖2中，在第一接收天線4a的水平方向上配置了第四接收天線4d。此外，在第二接收天線4b的水平方向上配置了第三接收天線4c。而且，在第一接收天線4a和第四接收天線4d之間，以與該第一接收天線4a以及第四接收天線4d相比向上方錯開的方式配置了第二接收天線4b和第三接收天線4c。這樣一來,第二接收天線4b以及第三接收天線4c相對于第一接收天線4a以及第四接收天線4d而分別被配置在斜上方。在選擇接收天線4a、4b、4c、4d中的兩個接收天線而進行了組合時，在圖2中用實線來表示排列方向成為斜向的組合。即，作為成為斜向的組合，考慮到如下的四種，即，由第一接收天線4a和第二接收天線4b組成的組合(設定為CH12)、由第一接收天線4a和第三接收天線4c組成的組合(設定為CH13)、由第二接收天線4b和第四接收天線4d組成的組合(設定為CH24)、由第三接收天線4c和第四接收天線4d組成的組合(設定為CH34)。、
而且，在圖2 中，分別用 R12、R13、R24、R34 來表示了 CH12、CH13、CH24、CH34 的排列方向相對于水平方向的角度。在此，若對CH12和CH13進行比較，則CH12的間隔較窄，CHl3的間隔較寬。同樣地，若對CH24和CH34進行比較，則CH34的間隔較窄，CH24的間隔較寬。即，相對于CH13和CH24，CH12和CH34能夠在寬角度的范圍內(nèi)進行對目標物的檢測。反之，相對于CH12和CH34，CHl3和CH24能夠在窄角度的范圍內(nèi)進行更高精度的目標物的檢測。因此，在本實施例中，在使用CH12和CH34而求出了目標物的大致的位置之后，使用CH13和CH24而對目標物的位置進行精確查找。在此，圖3為，表示從本車輛的后方觀察時的、接收天線4a、4b、4c、4d的排列方向與目標物的位置之間的關(guān)系的一個示例的圖。橫軸表示了目標物的橫向位置，其相當于距本車輛的正橫向上的距離。此外，縱軸表示了上下方向上的高度。而且，對CH12的排列方向以及CH34的排列方向分別設定了坐標軸。首先，通過單脈沖方式而對CH12的排列方向上的、目標物的橫向位置X12進行計算。同樣地，通過單脈沖方式而對CH34的排列方向上的、目標物的橫向位置X34進行計算。而且，目標物的高度Z和橫向位置X能夠根據(jù)下式而進行計算。X = X12 cosR12+X34 cosR34Z = X12 (-sinR12)+X34 sinR34接下來，通過單脈沖方式對CH13的排列方向上的、目標物的橫向位置X13進行計算。同樣地，通過單脈沖方式而對CH24的排列方向上的、目標物的橫向位置X24進行計算。而且，目標物的高度Z和橫向位置X根據(jù)下式而進行計算。X = X13 cosR13+X24 cosR24Z = X13 (-sinR13)+X24 sinR24而且，對由CH12以及CH34得出的目標物的橫向位置X和高度Z、與由CH13以及CH24得出的目標物的橫向位置X與高度Z進行比較。S卩，雖然利用CH13以及CH24時目標物的檢測精度較高，但是有時會產(chǎn)生相位的反轉(zhuǎn)。相對于此，利用CH12以及CH34時，如果預先以不會發(fā)生相位的反轉(zhuǎn)的方式對接收天線進行配置，則盡管檢測精度較低，但是能夠在寬角度的范圍內(nèi)對目標物的位置進行檢測。而且，例如在寬角度的范圍內(nèi)預先求出目標物的大致的位置，且通過CH13和CH24而得出的目標物的位置接近于該位置，則可以確定為通過該CH13和CH24而得出的目標物的位置即是目標物的實際的位置。此外，當通過CH13和CH24而得出的目標物的位置偏離了通過CH12和CH34而得出的目標物的位置時，則能夠判斷為產(chǎn)生了相位的反轉(zhuǎn)，此時，由于能夠?qū)υ撈屏窟M行運算，因此可以將在由CH13和CH24得出的目標物的位置上加上該偏移量而得出的位置，確定為目標物的實際的位置。如此，通過改變接收天線4a、4b、4c、4d的組合而對目標物進行檢測，從而能夠提高目標物的檢測精度。由此，由于即使在道路上鋪設有幾乎無高度的鐵板等的情況下也不會將其識別為障礙物，因此能夠抑制不必要的警報等被實施的情況。接下來，圖4為，圖示了本實施例所涉及的目標物的檢測流程的流程圖。本程序通過E⑶10而被反復執(zhí)行。在步驟SlOl中,E⑶10通過單脈沖方式，由第一接收天線4a以及第二接收天線4b 對CHl2的排列方向上的、目標物的橫向位置X12進行計算。在步驟S102中,E⑶10通過單脈沖方式，由第三接收天線4c以及第四接收天線4d對CH34的排列方向上的、目標物的橫向位置X34進行計算。在步驟S103中，E⑶10根據(jù)CH12的排列方向上的、目標物的橫向位置X12，和CH34的排列方向上的、目標物的橫向位置X34，對目標物的高度Z和橫向位置X進行計算。在步驟S104中，E⑶10通過單脈沖方式，由第一接收天線4a以及第三接收天線4c，對CH13的排列方向上的、目標物的橫向位置X13進行計算。在步驟S105中，E⑶10通過單脈沖方式，由第二接收天線4b以及第四接收天線4d，對CH24的排列方向上的、目標物的橫向位置X24進行計算。在步驟S106中，E⑶10根據(jù)CH13的排列方向上的、目標物的橫向位置X13，和CH24的排列方向上的、目標物的橫向位置X24，對目標物的高度Z和橫向位置X進行計算。在步驟S107中，E⑶10對在步驟S103以及步驟S106中計算出的目標物的高度Z進行比較并確定目標物的高度Z。另外，在本實施例中，對步驟SlOl至步驟S107進行處理的ECUlO相當于本發(fā)明的檢測單元。在步驟S108中，ECUlO對目標物是否為警報對象進行判斷。即，對目標物的高度Z是否在閾值以上進行判斷。而且，當在步驟S108中作出了肯定判斷時，即，判斷為目標物是警報對象時，則進入步驟S109而使警報裝置11進行工作。另一方面，當在步驟S108中作出了否定判斷時，即，判斷為目標物不是警報對象時，則結(jié)束本程序。如以上所說明，根據(jù)本實施例，通過對改變接收天線4a、4b、4c、4d的組合而對目標物進行的多次檢測的結(jié)果進行比較，從而能夠高精度地求出目標物的高度Z。由此，即使在道路上鋪設有車輛能夠通過的鐵板等的情況下，也不會將其識別為障礙物，因此能夠抑制不必要的警報被實施的情況。此外，通過對斜向上的接收天線進行多次組合，從而與在上下方向上配置了接收天線的情況相比，能夠使裝置小型化。另外，也可以根據(jù)接收天線4a、4b、4c、4d中的水平方向上的組合、和斜向上的組合，而對高度Z和橫向位置X進行計算。例如，也可以通過第一接收天線4a與第四接收天線4d的組合(設定為CH14)或第二接收天線4b與第三接收天線4c的組合(設定為CH23)中的任意一個組合，和CH12、CH13、CH24、CH34中的任意一個，來對高度Z和橫向位置X進行計算。實施例2
在本實施例中，根據(jù)距目標物的距離、或距本車輛與目標物發(fā)生碰撞的時間，而對接收天線4a、4b、4c、4d的組合進行變更。關(guān)于其他的裝置，由于與實施例I相同，因此省略說明。另外，距本車輛與目標物發(fā)生碰撞的時間(以下，設定為TTC。)通過(距離/相對速度)來進行計算。具體而言，在距目標物的距離越近的范圍內(nèi)、或在TTC越短的范圍內(nèi)，使用間隔越寬的接收天線4a、4b、4c、4d的組合來對目標物進行檢測。在圖2所示的示例中，通過CH13以及CH24而對近距離的范圍內(nèi)或TTC較短的范圍內(nèi)的目標物進行檢測，并通過CH12以及CH34而對遠距離的范圍內(nèi)或TTC較長的范圍內(nèi)的目標物進行檢測。這可以認為是，與距離較遠的范圍相比，距離較近的范圍采用了使上下方向以及水平方向上的間隔較寬的接收天線進行組合。另外，也可以每隔預定的時間對接收天線的組合進行變更。通過這種方式，由于能夠在與目標物發(fā)生碰撞的可能性較高的范圍內(nèi)高精度地實施目標物的檢測，因此能夠抑制與目標物發(fā)生碰撞的情況。此外，由于即使是鐵板等目標物 的情況下，也能夠高精度地進行檢測，因此能夠抑制不必要的警報等被實施的情況。實施例3圖5為，圖示了本實施例所涉及的接收天線的排列的圖。在本實施例中，與實施例I相比，接收天線的排列有所不同。此外，在對目標物的三維坐標進行確定時的ECUlO中的處理有所不同。關(guān)于其他的裝置，由于與實施例I相同因此省略說明。另外，在本實施例中，第一接收天線4a、第二接收天線4b、第三接收天線4c、以及第四接收天線4d相當于本發(fā)明中的接收天線。在此，以與第二接收天線4b呈水平的方式配置有第三接收天線4c以及第四接收天線4d。而且，第二接收天線4b、第三接收天線4c、以及第四接收天線4d相對于第一接收天線4a而被配置在斜上方。在選擇接收天線4a、4b、4c、4d中的兩個接收天線進行了組合時，在圖5中用實線來表示排列方向成為斜向的組合。即，作為成為斜向的組合，考慮到如下三種，即，由第一接收天線4a和第二接收天線4b組成的組合(設定為CH12)、由第一接收天線4a和第三接收天線4c組成的組合(設定為CH13)、由第一接收天線4a和第四接收天線4d組成的組合(設定為 CH14)。此外，作為接收天線4a、4b、4c、4d在水平方向上的組合，可以考慮到如下三種，BP,由第二接收天線4b與第三接收天線4c組成的組合(設定為CH23)、由第三接收天線4c與第四接收天線4d組成的組合(設定為CH34)、由第二接收天線4b與第四接收天線4d組成的組合(設定為CH24)。而且，在水平方向上，也可以考慮到使第二接收天線4b、第三接收天線4c和第四接收天線4d這三個接收天線組合而成的組合(設定為CH234)。首先，根據(jù)第二接收天線4b、第三接收天線4c、以及第四接收天線4d而對目標物相對于水平方向的方位P進行計算。即，通過對使用CH23、CH34、CH24、或CH234并基于相位單脈沖方式而求出的方位進行組合，從而與有無目標物的判斷一起，對目標物相對于水平方向的方位P進行計算。此時，也可以采用振幅單脈沖方式。而且，還可以采用DBF或MUSIC等的高分辨率處理。如上所述，通過使用接收天線4b、4c、4d這三個接收天線而對目標物相對于水平方向的方位3進行檢測，從而能夠提高檢測精度。接下來，將相對于水平方向的、CHl2的排列方向的角度設定為R12，并通過單脈沖方式而對目標物相對于CH12的排列方向的方位P’進行計算。而且，通過下式來對相當于目標物在上下方向上的方位的垂直角e進行計算。9 = tan-1 {(tan ^ cosR12-tan ^ J )/sinR12}而且，能夠根據(jù)垂直角e、距目標物的距離、目標物相對于水平方向的方位P，而得出目標物的三維坐標。而且，設定為當目標物的高度低于閾值時，不將其識別為障礙物。由此，由于即使在道路上鋪設有幾乎沒有高度的鐵板等的情況下，也不會將其識別為障礙物，因此能夠抑制不必要的警報等被實施的情況。圖6為，圖示了本實施例所涉及的目標物的檢測流程的流程圖。本程序通過ECUlO而被反復執(zhí)行。另外，關(guān)于執(zhí)行與圖4所示的流程相同的處理的步驟，標注相同的符號并省略說明。在步驟S201中，E⑶10通過例如相位單脈沖方式，并根據(jù)第二接收天線4b、第三接收天線4c、以及第四接收天線4d，對目標物在水平方向上的方位P進行計算。 在步驟S202中，E⑶10通過單脈沖方式，并根據(jù)第一接收天線4a以及第二接收天線4b，對目標物相對于CH12上的排列方向的方位P’進行計算。之后，進入步驟S203。在步驟S203中，E⑶10對目標物的垂直角0進行計算，之后，進入步驟S204。在步驟S204中，E⑶10對目標物的三維坐標進行確定。在本步驟中，根據(jù)垂直角e、方位P以及距離，而對目標物的三維坐標進行計算。之后，進入步驟sios。以同樣的方式，代替CH12而使用目標物相對于CH13或CH14的排列方向的方位，對目標物的垂直角9進行計算。而且，通過對由CH12、CH13、和CH14得到的垂直角0進行比較，從而能夠提高目標物的垂直角0的檢測精度。另外，在本實施例中，對步驟S201至步驟S204進行處理的E⑶10相當于本發(fā)明中的檢測單元。如以上所進行的說明，根據(jù)本實施例，通過在水平方向上排列的多個接收天線的組合，從而能夠高精度地對目標物在水平方向上的位置進行檢測。因此，即使在本車輛的前方存在多個目標物，也能夠準確地對這些目標物進行檢測。此外，能夠通過在斜向上排列的接收天線4a、4b、4c、4d，從而高精度地求出目標物的高度。由此，由于即使在道路上鋪設了幾乎沒有高度的本車輛能夠通過的鐵板等的情況下，也不會被識別為障礙物，因此，能夠抑制不必要的警報等被實施的情況。此外，能夠使裝置小型化。實施例4在本實施例中，具備多個駕駛輔助系統(tǒng)，且在每個駕駛輔助系統(tǒng)中，對接收天線4a、4b、4c、4d的組合進行變更。由于其他的裝置與實施例I相同，因此省略說明。作為駕駛輔助系統(tǒng)，例如可以列舉出在有可能與目標物發(fā)生碰撞時實施制動或發(fā)出警報的、進而防備碰撞的系統(tǒng)(預碰撞安全系統(tǒng)。以下稱為PCS。)；與在本車輛的前方行駛的其他車輛保持預定距離并跟隨的系統(tǒng)(在前車輛跟隨控制系統(tǒng)。以下稱為ACC。);防止從車道上脫離的系統(tǒng)(車道保持輔助系統(tǒng)。以下稱為LKA。)。這些系統(tǒng)不需要都具備。此夕卜，也可以具備其他的駕駛輔助系統(tǒng)。例如在PCS中，希望對鐵板等的本車輛能夠通過的目標物，不實施碰撞回避等的處理。因此，將實施在實施例I或?qū)嵤├?中所說明的處理，以提高近距離處的目標物的精度。此外，在ACC中，選擇能夠高精度地對被設置在本車輛和其他車輛之間的預定的距離進行檢測的組合。另外，在LKA中，由于例如對被畫在道路上的線進行檢測，并以使本車輛位于車線內(nèi)的方式進行轉(zhuǎn)向控制，因此只要在該車線上高精度地進行檢測即可。即，使用間隔較寬的組合，而使在窄角度的范圍內(nèi)檢測出目標物的幾率增大。如此，由于根據(jù)駕駛輔助系統(tǒng)的種類，從而需要對目標物進行檢測的距離和方位將有所不同，因此接收天線的最佳組合各自不同。如果根據(jù)這些系統(tǒng)而對接收天線的組合進行變更，則能夠選擇與系統(tǒng)相應的最佳的組 合。由此，能夠提高駕駛輔助系統(tǒng)的精度。另外，當在執(zhí)行各個系統(tǒng)時，使通過最適于該系統(tǒng)的、接收天線4a、4b、4c、4d的組合來對目標物進行檢測的機會增多，并且也輔助性地使用其他的組合來對目標物進行檢測。由此，能夠進一步提高目標物的檢測精度。對于接收天線的組合的切換頻度、以及使用哪一個組合，也可以通過實驗等來求取。此外，雖然在本實施例中，具備了多個駕駛輔助系統(tǒng)，但是也可以僅具備其中的一個，并預先對最適于該系統(tǒng)的、接收天線的組合進行設定。實施例5在本實施例中，根據(jù)本車輛的周邊環(huán)境或行駛情況，對接收天線4a、4b、4c、4d的組合進行變更。由于其他的裝置與實施例I相同，因此省略說明。例如，當在交叉路口處進行右轉(zhuǎn)彎或左轉(zhuǎn)彎時，行駛方向?qū)⒋蠓淖?。由于在此時的行駛方向上可能存在其他的車輛或人，因此，使在更寬角度的范圍內(nèi)檢測出目標物的機會增多。此時，使用間隔更窄的、接收天線4a、4b、4c、4d的組合。例如，當本車輛通過交叉路口時，也可以使用間隔更窄的、接收天線4a、4b、4c、4d的組合。對于本車輛的周邊環(huán)境，例如能夠使用導航系統(tǒng)來進行檢測。在該導航系統(tǒng)中具備GPS (Global Position System :全球定位系統(tǒng))裝置，且通過該GPS裝置能夠?qū)Ρ拒囕v的當前位置進行測定。而且，在導航系統(tǒng)中預先存儲地圖信息，且通過將本車輛的當前位置與地圖信息進行對照，從而能夠獲得本車輛的周邊環(huán)境。此外，例如在本車輛進行右轉(zhuǎn)彎或左轉(zhuǎn)彎時、在進行行進路線變更時、在行駛于彎道時，也可以選擇能夠?qū)Ω鼘捊嵌鹊姆秶M行檢測的組合。此處，通過例如由駕駛員對方向指示器進行操作，從而能夠?qū)M行左右轉(zhuǎn)彎的情況進行檢測。此外，根據(jù)轉(zhuǎn)向角，還能夠檢測出行進方向。以此方式根據(jù)本車輛的周邊環(huán)境或行駛情況來對接收天線4a、4b、4c、4d的組合進行選擇，從而能夠選擇與此時的情況相對應的、接收天線4a、4b、4c、4d的組合。在這種情況下，也能夠通過輔助性地使用其他的組合來對目標物進行檢測，從而進一步提高目標物的檢測精度。符號說明I :障礙物檢測裝置；2:振蕩器；3:發(fā)送天線；4:接收天線部；4a :第一接收天線；4b:第二接收天線；4c :第三接收天線；
4d:第四接收天線；5 :混頻器；6 :濾波器；7:A/D 轉(zhuǎn)換器；
10 :ECU ;11 :警報裝置。
權(quán)利要求
1.一種障礙物檢測裝置，其特征在于，具備 接收天線部，其在水平方向上排列多個接收天線且該多個接收天線中的一部分在上下方向上錯開排列，并且所述接收天線部具有多個對目標物在水平方向上的方位以及在上下方向上的方位進行檢測的、接收天線的組合； 檢測單元，其改變所述接收天線的組合而對目標物進行多次檢測。
2.如權(quán)利要求I所述的障礙物檢測裝置，其特征在于， 所述檢測單元在距離越近時，使用配置間隔越寬的接收天線的組合而對目標物進行檢測。
3.如權(quán)利要求I所述的障礙物檢測裝置，其特征在于， 所述檢測單元根據(jù)所檢測出的目標物的距離，而對接收天線的組合進行變更。
4.如權(quán)利要求I所述的障礙物檢測裝置，其特征在于， 所述接收天線在水平方向上排列有三個以上，所述檢測單元使用排列在水平方向上的三個以上的接收天線而對水平方向上的方位進行檢測，之后，使用在上下方向上錯開排列的接收天線而對上下方向上的方位進行檢測。
5.如權(quán)利要求I所述的障礙物檢測裝置，其特征在于， 所述檢測單元根據(jù)基于目標物的相對速度以及距離而得出的、距與目標物發(fā)生碰撞的時間，而對所述組合進行變更。
6.如權(quán)利要求I所述的障礙物檢測裝置，其特征在于， 根據(jù)用于對駕駛員進行輔助的駕駛輔助系統(tǒng)的種類而對所述組合進行變更。
7.如權(quán)利要求6所述的障礙物檢測裝置，其特征在于， 所述駕駛輔助系統(tǒng)為，回避碰撞或減輕碰撞的傷害的預碰撞安全系統(tǒng)、與在本車輛的前方行駛的其他車輛保持預定的距離并跟隨的在前車輛跟隨控制系統(tǒng)、或防止本車輛從所行駛的車道上脫離的車道保持輔助系統(tǒng)中的至少一個系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求I所述的障礙物檢測裝置，其特征在于， 所述檢測單元根據(jù)周邊環(huán)境而對所述組合進行變更。
全文摘要
本發(fā)明提供一種障礙物檢測裝置，其更準確地對各種各樣的目標物進行檢測。該目標物檢測裝置具備接收天線部，其在水平方向上排列多個接收天線，并且該接收天線中的一部分在上下方向上錯開排列，該接收天線部具有多個對目標物在水平方向上的方位以及在上下方向上的方位進行檢測的、接收天線的組合；檢測單元，其改變接收天線的組合而對目標物進行多次檢測。通過對由檢測單元檢測出的至少兩次的檢測結(jié)果進行比較，從而能夠提高目標物的檢測精度。
文檔編號G01S7/02GK102741703SQ20108006265
公開日2012年10月17日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者鈴木浩二 申請人:豐田自動車株式會社