(57)【要約】【課題】速度分解能を細かくした状態で所望の検知速度の範囲を得ることができる物標検出装置および物標検出方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る物標検出装置は、生成部と、検出部とを備える。生成部は、周波数変調された送信波と、物標による送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する２次元周波数スペクトルを生成する。検出部は、生成部によって生成された２次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて物標の距離および相対速度を検出する。また、検出部は、相対速度に対応した周波数軸に対応させる所定の速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトする。【選択図】図２
2020030140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数変調された送信波と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する２次元周波数スペクトルを生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記２次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて前記物標の距離および相対速度を検出する検出部と、を備え、
前記検出部は、
前記相対速度に対応した周波数軸に対応させる所定の速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトすること
を特徴とする物標検出装置。
【請求項２】
前記検出部は、
前記自車両が停止していることを示す前記走行状態である場合、前記自車両に対して離反方向および接近方向への速度範囲が略同じとなるように前記所定の速度範囲をシフトすること
を特徴とする請求項１に記載の物標検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、
前記自車両が走行していることを示す前記走行状態である場合、前記自車両に対して離反方向または接近方向のいずれか一方の速度範囲が広くなるように前記所定の速度範囲をシフトすること
を特徴とする請求項１または２に記載の物標検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、
前記自車両の走行速度に基づいて前記所定の速度範囲のシフト量を決定すること
を特徴とする請求項３に記載の物標検出装置。
【請求項５】
前記検出部は、
前記自車両が渋滞を走行していることを示す前記走行状態である場合、前記離反方向の速度範囲が前記接近方向の速度範囲よりも広くなるように前記所定の速度範囲をシフトすること
を特徴とする請求項３または４に記載の物標検出装置。
【請求項６】
周波数変調された送信波と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して距離方向の１回目のＦＦＴ処理を行い、前記一回目のＦＦＴ処理の結果に対して相対速度方向の２回目のＦＦＴ処理を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する２次元周波数スペクトルを生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記２次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて前記物標の距離および相対速度を検出する検出部と、を備え、
前記生成部は、
前記２回目のＦＦＴ処理において、前記相対速度に対応した周波数軸に対応させる所定の速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトすること
を特徴とする物標検出装置。
【請求項７】
周波数変調された送信波と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する２次元周波数スペクトルを生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記２次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて前記物標の距離および相対速度を検出する検出工程と、を含み、
前記検出工程は、
前記相対速度に対応する周波数軸に対応させる所定の速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトすること
を特徴とする物標検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物標検出装置および物標検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物標を検出する物標検出装置として、周波数変調された信号を送信して物標との距離および相対速度を含む物標情報を検出するレーダ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかるレーダ装置は、ＦＣＭ（Fast  Chirp  Modulation）方式のレーダ装置とも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したレーダ装置では、検知可能な速度範囲である最大検知速度と、速度分解能とはトレードの関係にある。このため、速度分解能を細かくした状態で所望の速度範囲を得ることが課題であった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、速度分解能を細かくした状態で所望の検知速度の範囲を得ることができる物標検出装置および物標検出方法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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る物標検出装置は、生成部と、検出部とを備える。前記生成部は、周波数変調された送信波と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する２次元周波数スペクトルを生成する。前記検出部は、前記生成部によって生成された前記２次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて前記物標の距離および相対速度を検出する。また、前記検出部は、前記相対速度に対応した周波数軸に対応させる所定の速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へ移動する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、速度分解能を細かくした状態で所望の検知速度の範囲を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係る物標検出方法の概要を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態に係る物標検出方法の概要を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施形態に係る物標検出方法の概要を示す図である。
【図２】図２は、レーダ装置のブロック図である。
【図３】図３は、生成部の処理内容を示す図である。
【図４】図４は、生成部の処理内容を示す図である。
【図５】図５は、ピーク抽出部による検知速度範囲のシフト処理を示す図である。
【図６】図６は、ピーク抽出部による検知速度範囲のシフト処理を示す図である。
【図７】図７は、ピーク抽出部による検知速度範囲のシフト処理を示す図である。
【図８】図８は、レーダ装置が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する物標検出装置および物標検出方法の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下では、実施形態に係る物標検出装置であるレーダ装置が物標検出方法を実行する場合について説明する。
【００１０】
まず、図１Ａ〜図１Ｃを用いて、実施形態に係る物標検出方法の概要について説明する。図１Ａ〜図１Ｃは、実施形態に係る物標検出方法の概要を示す図である。図１Ａでは、レーダ装置１を搭載した自車両ＭＣと、自車両ＭＣに先行する他車両ＯＣとを示している。
【００１１】
図１Ａに示すように、実施形態に係るレーダ装置１は、例えば、車両ＭＣの前端部に搭載され、他車両ＯＣ等の移動物や、静止物等の物標を検出する。また、図１Ａに示すレーダ装置１は、例えば、ＦＣＭ（Fast  Chirp  Modulation）方式のレーダ装置である。
【００１２】
ＦＣＭ方式とは、周波数が連続的に変化する複数のチャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎ（図１Ｂ参照）が繰り返される送信波を出力して検出範囲内に存在する各物標との距離および相対速度を含む物標情報を検出する方式である。
【００１３】
具体的には、ＦＣＭ方式のレーダ装置１は、「周波数解析処理」、「ピーク抽出処理」および「物標検出処理」を行うことで物標情報を生成する。
【００１４】
「周波数解析処理」では、周波数変調された送信波（チャープ波）と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行う。具体的には、「周波数解析処理」では、ビート信号を各チャープ単位でまとめて２次元データ（１チャープ分の信号時間軸と、チャープ数軸）とし、２次元の高速フーリエ変換処理（以下、２次元ＦＦＴ処理と記載する場合がある）を行うことで、信号時間軸に対応する距離周波数軸およびチャープ数軸に対応する相対速度周波数軸を有する２次元周波数スペクトルが生成される。２次元周波数スペクトルでは、物標までの距離（縦距離）に対応する周波数毎（以下、距離ビンと記載する）、および物標との相対速度に対応する周波数毎（以下、速度ビンと記載する）の信号情報、例えばパワーなどが含まれる（図１Ｂ参照）。
【００１５】
「ピーク抽出処理」では、生成した２次元周波数スペクトルの中からパワーが所定値以上のピークを抽出する。また、「ピーク抽出処理」では、２次元周波数スペクトルのうち、相対速度方向における後述の検知速度範囲の中から任意の優先範囲（速度ビンの範囲）を選択し、かかる優先範囲のピークを優先的に抽出する。「物標検出処理」は、抽出したピークに基づいて物標の距離（縦距離）および相対速度を検出する。具体的には、「物標検出処理」では、ピークに対応する距離ビンを物標の距離とし、速度ビンを物標の相対速度として検出する。
【００１６】
ここで、図１Ｂを用いて、ＦＣＭ方式における最大検知速度と速度分解能との関係性について説明する。ここでいう最大検知速度とは、ピーク抽出処理において検知可能な相対速度の範囲（以下、検知速度範囲と記載する場合がある）であり、速度分解能とは、ピーク抽出処理における速度ビンのメモリ間隔である。
【００１７】
図１Ｂに示すように、ＦＣＭ方式では、相対速度検出において、チャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎの各変調時間を長くするほど、最大検知速度が小さくなる（検知速度範囲が狭くなる）。一方で、チャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎの各変調時間を長くするほど、速度分解能が細かくなる。
【００１８】
例えば、最大検知速度が小さい（検知速度範囲が狭い）と、検知速度範囲外の実速度が繰り返されて（いわゆる速度折り返し）、検知速度範囲内の速度をもつピークが抽出されるおそれがある。そのため、変調時間を短くして最大検知速度を大きく（検知速度範囲を広く）すると、速度分解能が粗くなるため、例えば、同一距離に相対速度が異なる複数の物標が存在した場合、１つの物標として検出（つまり、１つのピークのみ抽出）してしまうおそれがある。このように、速度分解能および最大検知速度は、トレードオフの関係にあり、従来の物標検出方法では、速度分解能を細かくした状態を保ちつつ所望の検知速度範囲を得ることが難しかった。
【００１９】
そこで、実施形態に係る物標検出方法では、自車両ＭＣの走行状態に応じて検知速度範囲（所定の速度範囲の一例）そのものをシフトさせることとした。具体的には、実施形態に係る物標検出方法では、「ピーク抽出処理」において、検知速度範囲を、自車両ＭＣの走行状態に応じて上限方向および下限方向へ移動する。走行状態とは、自車両ＭＣの走行時の状態であり、例えば、自車両ＭＣの走行速度や、停止の有無、渋滞走行の有無等の状態を含む。
【００２０】
例えば、図１Ｃに示すように、実施形態に係る物標検出方法は、自車両ＭＣの走行状態に応じて当初は速度ビン０から速度ビンｆｖ３までの範囲として設定していた検知速度範囲を、速度ビン−ｆｖ１から速度ビンfｖ２までの範囲にシフトさせる。これは例えば、上限である速度ビンｆｖ３を速度ビン−ｆｖ１へ移動することで実現できる。つまり、ピーク抽出処理における検知速度範囲を下限方向へシフトする。これにより、負の相対速度をもつ物標を検出できる。換言すれば、速度折り返しにより正の相対速度として誤って検出されていた物標を、負の相対速度をもつ物標として正しく検出することができる。また、実施形態に係る物標検出方法では、検知速度範囲の幅をそのまま維持しつつ、優先したい検知速度範囲の位置へシフトさせるため、速度分解能が荒くなることもない。
【００２１】
すなわち、実施形態に係る物標検出方法では、自車両ＭＣの走行状態に応じて優先して検出すべき物標の速度範囲へ検知速度範囲をシフトすることで、速度分解能を細かくした状態を保ちつつ所望の検知速度範囲を得ることができる。
【００２２】
なお、各走行状態に応じた検知速度範囲の具体的な移動例については、図５〜図７で後述する。
【００２３】
次に、図２を用いて実施形態に係るレーダ装置１の構成について説明する。図２は、レーダ装置１のブロック図である。図２に示すように、レーダ装置１は、車両制御装置２に接続される。
【００２４】
車両制御装置２は、レーダ装置１による物標の検出結果に基づいてＰＣＳ（Pre-crash  Safety  System）やＡＥＢ(Advanced  Emergency  Braking  System)などの車両制御を行う。なお、レーダ装置１は、車載レーダ装置以外の各種用途（例えば、飛行機や船舶の監視等）に用いられてもよい。
【００２５】
レーダ装置１は、送信部１０と、受信部２０と、処理部３０とを備える。送信部１０は、信号生成部１１と、発振器１２と、送信アンテナ１３とを備える。信号生成部１１はノコギリ波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発振器１２へ供給する。発振器１２は、信号生成部１１で生成された変調信号に基づいてチャープ信号ＳＴを生成して、送信アンテナ１３へ出力する。
【００２６】
送信アンテナ１３は、発振器１２から入力されるチャープ信号ＳＴを送信波ＳＷへ変換し、かかる送信波ＳＷを車両ＭＣの外部へ出力する。送信アンテナ１３が出力する送信波ＳＷは、複数のチャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎが繰り返される波形である。送信アンテナ１３から自車両ＭＣの前方に送信された送信波ＳＷは、他車両ＯＣなどの物標で反射されて反射波となる。
【００２７】
受信部２０は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナ２１ａ〜２１ｄ、ミキサ２２ａ〜２２ｄおよびＡ／Ｄ変換器２３ａ〜２３ｄを備える。各受信アンテナ２１は物標からの反射波を受信波ＲＷとして受信し、かかる受信波ＲＷを受信信号ＳＲへ変換して受信アンテナ２１毎に設けられたミキサ２２へそれぞれ出力する。なお、図２に示す受信アンテナ２１の数は、４つであるが３つ以下または５つ以上であってもよい。
【００２８】
各受信アンテナ２１から出力された受信信号ＳＲは、不図示の増幅器（例えば、ローノイズアンプ）で増幅された後にミキサ２２へ入力される。ミキサ２２は、チャープ信号ＳＴと受信信号ＳＲとの一部をミキシング（混合）し不要な信号成分を除去してビート信号ＳＢを生成し、Ａ／Ｄ変換器２３へ出力する。
【００２９】
これにより、チャープ信号ＳＴの周波数ｆＳＴ（以下、送信周波数ｆＳＴと記載する）と受信信号ＳＲの周波数ｆＳＲ（以下、受信周波数ｆＳＲと記載する）との差となるビート周波数ｆＳＢ（＝ｆＳＴ−ｆＳＲ）を有するビート信号ＳＢが生成される。ミキサ２２で生成されたビート信号ＳＢは、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタルの信号へ変換された後に処理部３０に出力される。
【００３０】
処理部３０は、送信制御部３１と、信号処理部３２と、記憶部３３とを備える。信号処理部３２は、生成部３２１および検出部３２２を備える。検出部３２２は、ピーク抽出部３２２ａ、演算部３２２ｂおよび出力部３２２ｃを備える。
【００３１】
かかる処理部３０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、入出力ポート等を含むマイクロコンピュータであり、レーダ装置１全体を制御する。
【００３２】
かかるマイクロコンピュータのＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、送信制御部３１および信号処理部３２として機能する。なお、送信制御部３１および信号処理部３２のうち少なくとも一部または全部をＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成することもできる。
【００３３】
記憶部３３は、ＲＡＭに対応する。記憶部３３には、例えば、レーダ装置１で実行される各種プログラムの情報等が記憶される。
【００３４】
送信制御部３１は、送信部１０の信号生成部１１を制御し、信号生成部１１からノコギリ状に電圧が変化する変調信号を発振器１２へ出力させる。これにより、時間の経過に従って周波数が変化するチャープ信号ＳＴが発振器１２から送信アンテナ１３へ出力される。
【００３５】
信号処理部３２は、各Ａ／Ｄ変換器２３から出力されるビート信号ＳＢに対してそれぞれ２次元ＦＦＴ処理を行い、かかる２次元ＦＦＴ処理の結果に基づいて物標の距離、相対速度および方位を演算する。以下、信号処理部３２の各部の処理について説明する。
【００３６】
生成部３２１は、各Ａ／Ｄ変換器２３から出力されるビート信号ＳＢそれぞれに対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する２次元周波数スペクトルを生成する。ここで、図３および図４を用いて、生成部３２１の処理内容について具体的に説明する。
【００３７】
図３および図４は、生成部３２１の処理内容を示す図である。なお、図３では、２つの太い下向きの白色矢印で３つの領域に区切られているが、これら領域を上から順に、上段、中段、下段と記載する。
【００３８】
まず、送信部１０による送信処理、および、受信部２０による受信処理により、ビート信号が生成される点については既に述べた。これにより、図３の上段に示すように、送信周波数ｆＳＴと受信周波数ｆＳＲとの差となるビート周波数ｆＳＢ（＝ｆＳＴ−ｆＳＲ）を有するビート信号が、チャープ波ごとに生成される。なお、ここでは、１回目のチャープ波Ｃｈ１によって得られるビート信号を「Ｂ１」とし、２回目のチャープ波Ｃｈ２によって得られるビート信号を「Ｂ２」とし、ｎ回目のチャープ波Ｃｈｎによって得られるビート信号を「Ｂｎ」としている。  
【００３９】
また、図３の上段に示す例では、送信周波数ｆＳＴは、チャープ波ごとに、基準周波数ｆ０から時間に伴って傾きθ（＝（ｆ１−ｆ０）／Ｔｍ）で増加し、最大周波数ｆ１に達すると基準周波数ｆ０に短時間で戻るノコギリ波状である。また、チャープ波の変調周波数Δｆは、Δｆ＝ｆ１―ｆ０で表すことができる。  
【００４０】
なお、図示していないが、送信周波数ｆＳＴは、チャープ波ごとに、基準周波数ｆ０から最大周波数ｆ１へ短時間で到達し、かかる最大周波数ｆ１から時間に伴って傾きθ（＝（ｆ１−ｆ０）／Ｔｍ）で減少し、基準周波数ｆ０に達するノコギリ波状であってもよい。  
【００４１】
このように生成され、入力される各ビート信号に対し、生成部３２１は、まず「１回目のＦＦＴ処理」を行う。上述したように、送信信号に基づく送信波は、送信アンテナ１３から送信され、かかる送信波が物標で反射して反射波となり、かかる反射波が受信波として受信アンテナ２１で受信されて受信信号として出力される。送信波が送信アンテナ１３から送信されてから受信信号が出力されるまでの期間は、物標とレーダ装置１との間の距離に比例して増減し、ビート信号の周波数であるビート周波数ｆＳＢは、物標とレーダ装置１との間の距離に比例する。  
【００４２】
そのため、ビート信号に対して１回目のＦＦＴ処理を行って生成したビート信号の周波数スペクトルには、物標との距離に対応する周波数ビンｆｒ（距離ビンｆｒ）にピークが出現する。したがって、かかるピークが存在する距離ビンｆｒを特定することで、物標との距離を検出することができる。  
【００４３】
ところで、物標とレーダ装置１との間の相対速度がゼロである場合、受信信号にドップラー成分は生じず、各チャープ波に対応する受信信号間で位相は同じであるため、各ビート信号の位相も同じである。一方、物標とレーダ装置１との間の相対速度がゼロでない場合、受信信号にドップラー成分が生じ、各チャープ波に対応する受信信号間で位相が異なるため、時間的に連続するビート信号間にドップラー周波数に応じた位相の変化が現われる。  
【００４４】
図３の中段には、時間的に連続するビート信号（Ｂ１〜Ｂ８）の１回目のＦＦＴ処理結果とビート信号間のピークの位相変化の一例を示している。かかる例では、同一の距離ビンｆｒ１０にピークがあり、かかるピークの位相が変化していることを示している。  
【００４５】
このように、物標とレーダ装置１との間の相対速度がゼロでない場合、ビート信号間において同じ物標のピークにドップラー周波数に応じた位相の変化が現われる。そこで、各ビート信号の１回目のＦＦＴ処理により得られる周波数スペクトルを時系列に並べて、図３の下段に示すように「２回目のＦＦＴ処理」を行うことで、ドップラー周波数に対する周波数ビンにピークが出現する周波数スペクトルを得ることができる。すなわち、生成部３２１は、周波数解析である２回のＦＦＴ処理を行うことで、図４に示す距離ビン（距離方向）および速度ビン（相対速度方向）毎にピークが出現する２次元周波数スペクトルを取得できる。なお、後段の演算部３２２ｂは、かかるピークが出現した周波数ビン、すなわち速度ビンを検出することで、物標との相対速度を検出することができる。  
【００４６】
図２に戻って、検出部３２２について説明する。検出部３２２は、生成部３２１によって生成された２次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて物標の距離および相対速度を検出する。以下、検出部３２２が備える各部について説明する。
【００４７】
ピーク抽出部３２２ａは、生成部３２１によって生成された２次元周波数スペクトルからパワーが閾値以上のピークを抽出する。具体的には、ピーク抽出部３２２ａは、まず、生成部３２１によって生成された２次元周波数スペクトルの相対速度周波数軸に対応させる検知速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトする。そして、ピーク抽出部３２２ａは、シフトした検知速度範囲の中からパワーが所定値以上のピークを抽出する。例えば、ピーク抽出部３２２ａは、シフトさせた検知速度範囲の中から、優先範囲を選択し、かかる優先範囲のピークを優先的に抽出する。
【００４８】
ここで、図５〜図７を用いて、ピーク抽出部３２２ａによる各走行状態での検知速度範囲のシフト処理について説明する。
【００４９】
図５〜図７は、ピーク抽出部３２２ａによる検知速度範囲のシフト処理を示す図である。図５には、自車両ＭＣが停止時のシフト処理を示し、図６には、自車両ＭＣが走行時のシフト処理を示し、図７には、自車両ＭＣが渋滞時のシフト処理を示す。なお、図５〜図７では、２次元周波数スペクトルを速度ビンおよび距離ビンのピークを２次元平面で表しており、１セルが１ピークに対応している。
【００５０】
まず、図５を用いて、自車両ＭＣが停止時のシフト処理について説明する。なお、自車両ＭＣが停止していることを示す走行状態とは、例えば、自車両ＭＣの走行速度が略ゼロであることや、シフトレバーがパーキングに位置していることである。
【００５１】
ピーク抽出部３２２ａは、自車両ＭＣが停止していることを示す走行状態である場合、自車両ＭＣに対して離反方向および接近方向への速度範囲が略同じとなるように検知速度範囲をシフトする。
【００５２】
図５に示す例では、ピーク抽出部３２２ａは、シフト前の検知速度範囲である速度ビンｆｖ１〜ｆｖ６を、シフト後において、速度ビン−ｆｖ３〜ｆｖ３に設定する。つまり、ピーク抽出部３２２ａは、検知速度範囲全体の幅はそのままにして、離反方向（正）および接近方向（負）の相対速度を均等に検出可能な検知速度範囲にシフトする。
【００５３】
つまり、自車両ＭＣが停止中は、離反および接近する物標をまんべんなく検出する必要があるため、離反方向および接近方向への検知速度範囲を略同じとすることにより、自車両ＭＣに対して離反および接近する物標を偏りなく検出することができる。
【００５４】
次に、図６を用いて、自車両ＭＣが走行時のシフト処理について説明する。なお、自車両ＭＣが走行していることを示す走行状態とは、例えば、自車両ＭＣの走行速度が所定値（例えば、ゼロ）を超える場合である。
【００５５】
ピーク抽出部３２２ａは、自車両ＭＣが走行していることを示す走行状態である場合、自車両ＭＣに対して接近方向の速度範囲が広くなるように検知速度範囲をシフトする。
【００５６】
図６では、自車両ＭＣが高速時と、低速時で検知速度範囲のシフト量が異なる場合を示している。高速とは、走行速度が所定の閾値以上であり、低速とは、走行速度が所定の閾値未満であることとする。
【００５７】
ピーク抽出部３２２ａは、自車両ＭＣの走行速度に基づいて検知速度範囲のシフト量を決定する。例えば、図６に示すように、ピーク抽出部３２２ａは、自車両ＭＣが高速で走行している場合のほうが、低速で走行している場合に比べて、検知速度範囲のシフト量を多くする。
【００５８】
つまり、ピーク抽出部３２２ａは、高速時のほうが低速時に比べて、接近側の相対速度をより広く検出可能な検知速度範囲にシフトする。これは、走行速度が速いほど、物標が離反方向へ移動する可能性が低くなるためである。つまり、離反方向の相対速度をもつ物標が存在する可能性が低く、ピーク抽出処理をしたとしてもピーク抽出されない可能性が高いためである。
【００５９】
このように、自車両ＭＣの走行速度が速い場合に、ピークが存在する可能性が低い離反側の検知速度範囲を小さくし、ピークが存在する可能性が高い接近側の検知速度範囲を大きくすることで、物標の検出精度を向上させることができる。
【００６０】
換言すれば、接近側の検知速度範囲を広くして、離反側の検知速度範囲を狭くすることで、接近側の相対速度が折り返されて離反側の相対速度として誤検出されることを防止できるとともに、接近側の相対速度のピークとして正しく検出することができる。
【００６１】
なお、自車両ＭＣが走行中であっても、渋滞を走行している場合には、図６とは異なるシフト処理をすることが好ましい。図７には、自車両ＭＣが渋滞を走行している走行状態のシフト処理を示している。なお、自車両ＭＣが渋滞を走行している走行状態とは、例えば、自車両ＭＣの走行速度が所定の閾値未満で、かつ、前方車両との距離が所定値未満が継続して続いてる場合である。つまり、渋滞を走行している走行状態とは、低速、かつ、車間距離が比較的短い場合の走行状態である。
【００６２】
ピーク抽出部３２２ａは、自車両ＭＣが渋滞を走行していることを示す走行状態である場合、離反方向の速度範囲が接近方向の速度範囲よりも広くなるように検知速度範囲をシフトする。
【００６３】
これは、渋滞走行時には、自車両ＭＣおよび他車両の走行速度が極めて低速であることから、後方車両や前方車両の接近速度は比較的遅くなるため、接近方向の検知速度範囲を狭くしても接近する物標の検出精度を維持できるためである。さらに、渋滞走行時には、例えば、自動追従システム等の場合には、前方車両を追従する必要があるため、離反方向の検知速度範囲を広くすることによって、前方車両の追従性を向上させることができる。
【００６４】
このように、渋滞走行時には、離反側の検知速度範囲を広くすることで、接近する物標の検出精度を維持しつつ、例えば、自動追従システムにおける前方車両の追従性能を向上させることができる。
【００６５】
図６および図７で示したように、ピーク抽出部３２２ａは、自車両ＭＣが走行（渋滞走行を含む）していることを示す走行状態である場合、自車両ＭＣに対して離反方向または接近方向のいずれか一方の速度範囲が広くなるように検知速度範囲をシフトする。
【００６６】
これにより、速度分解能を保った状態で、走行状態に応じて優先して検出すべき検知速度範囲を設定できる。なお、図５〜図７に示した検知速度範囲のシフト処理は一例であって、上記したシフト量等は任意の値であってよい。
【００６７】
演算部３２２ｂは、ピーク抽出部３２２ａによって抽出されたピークに基づいて物標との距離、相対速度および角度（方位）を演算する。
【００６８】
具体的には、演算部３２２ｂは、ピーク抽出部３２２ａによって抽出されたピークの距離ビンおよび速度ビンの組み合わせに基づいて物標との距離および相対速度を導出する。
【００６９】
また、演算部３２２ｂは、所定の角度演算処理により物標の角度を推定する。具体的には、演算部３２２ｂは、４つの受信アンテナ２１ａ〜２１ｄの受信信号ＳＲに基づく４つのビート信号ＳＢの周波数スペクトルそれぞれの同一距離ビンのピークの位相の違いにより物標の角度を推定する。なお、同一距離ビンのピークの位相の違いにより、同一距離ビンに複数の物標が存在することが検出された場合、それら複数の物標それぞれについて角度推定を行う。
【００７０】
なお、演算部３２２ｂにおける角度推定は、例えば、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation  of  Signal  Parameters  via  Rotational  Invariance  Techniques）、ＤＢＦ（Digital  Beam  Forming）、または、ＭＵＳＩＣ（Multiple  Signal  Classification）などの所定の推定方式を用いて行われる。
【００７１】
出力部３２２ｃは、車両制御装置２に対して物標情報を出力する。例えば、出力部３２２ｃは、検出した物標の距離、相対速度および角度を物標情報として車両制御装置２へ出力する。
【００７２】
次に、図８を用いて実施形態に係るレーダ装置１が実行する処理の処理手順について説明する。図８は、レーダ装置１が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、図８に示すように、生成部３２１は、周波数変調された送信波（チャープ波）と、物標による送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する２次元周波数スペクトルを生成する（ステップＳ１０１）。
【００７４】
つづいて、検出部３２２は、自車両ＭＣの走行状態が停止中であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。検出部３２２は、自車両ＭＣが停止していることを示す走行状態である場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、離反方向および接近方向の検知速度範囲が同じになるように設定し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
【００７５】
一方、ステップＳ１０２において、検出部３２２は、自車両ＭＣが走行していることを示す走行状態である場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、自車両ＭＣが渋滞を走行している走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００７６】
検出部３２２は、自車両ＭＣが渋滞を走行している走行状態である場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、離反側（正側）が接近側（負側）よりも広い検知速度範囲を設定し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。
【００７７】
また、検出部３２２は、自車両ＭＣが渋滞を走行している走行状態でない、つまり、通常通りに走行していることを示す走行状態である場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、接近側（負側）が離反側（正側）よりも広い検知速度範囲を設定し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
【００７８】
上述してきたように、実施形態に係るレーダ装置１は、生成部３２１と、検出部３２２とを備える。生成部３２１は、周波数変調された送信波と、物標による送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する２次元周波数スペクトルを生成する。検出部３２２は、生成部３２１によって生成された２次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて物標の距離および相対速度を検出する。また、検出部３２２は、相対速度に対応した周波数軸に対応させる所定の速度範囲（検知速度範囲）を、自車両ＭＣの走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトする。これにより、速度分解能を細かくした状態で所望の検知速度範囲を得ることができる。
【００７９】
なお、上述した実施形態では、送信波ＳＷの複数のチャープ波Ｃｈすべては、周波数が連続的に増加する（すなわち、アップチャープ）場合を示したが、例えば、周波数が連続的に減少する（すなわち、ダウンチャープ）チャープ波Ｃｈであってもよい。
【００８０】
また、上述した実施形態では、「ピーク選択処理」の際にピーク抽出する検知速度範囲をシフトする場合について説明したが、これに限らず、例えば、「周波数解析処理」における２回目（２次元目）のＦＦＴ処理の速度範囲を移動させてもよい。
【００８１】
具体的には、生成部３２１は、まず、得られたビート信号に対して距離方向の１回目のＦＦＴ処理を行う。つづいて、生成部３２１は、各ビート信号の１回目のＦＦＴ処理結果に対して相対速度方向の２回目のＦＦＴ処理を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する２次元周波数スペクトルを生成する。
【００８２】
２回目のＦＦＴ処理の際、生成部３２１は、２回目のＦＦＴ処理における相対速度方向の速度範囲（速度ビンの範囲）をシフトする。具体的には、生成部３２１は、２回目のＦＦＴ処理において、相対速度周波数軸に対応させる速度範囲を、自車両ＭＣの走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトする。
【００８３】
そして、検出部３２２は、生成部３２１によって生成された２次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて物標の距離および相対速度を検出する。
【００８４】
このように、生成部３２１は、２回目のＦＦＴ処理の際、ＦＦＴ処理を行う速度範囲をシフトすることによって、速度分解能を細かくした状態を保ちつつ、所望の検知速度の範囲を得ることができる。
【００８５】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１    レーダ装置
２    車両制御装置
１０    送信部
１１    信号生成部
１２    発振器
１３    送信アンテナ
２０    受信部
２１，２１ａ〜２１ｄ    受信アンテナ
２２，２２ａ〜２２ｄ    ミキサ
２３，２３ａ〜２３ｄ    Ａ／Ｄ変換器
３０    処理部
３１    送信制御部
３２    信号処理部
３３    記憶部
３２１    生成部
３２２    検出部
３２２ａ  ピーク抽出部
３２２ｂ  演算部
３２２ｃ  出力部
１００    レーダ装置
ＭＣ  車両
Ｐ    物標
Ｓ    レーダシステム
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2020030140.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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