(57)【要約】      （修正有）【課題】他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期を推定するレーダ装置を提供する。【解決手段】レーダ装置は、複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を発信し、物体によって反射された発信信号を受信信号として受信し、自身のレーダ装置と異なる他のレーダ装置からの複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を受信信号として受信し得るレーダ装置において、自身のレーダ装置の発信信号と受信信号とをミキシングしたビート信号の離散値を生成する信号処理部１３０と、ビート信号の離散値に基づいて、受信信号における干渉の有無および干渉時間を判定する干渉判定部１３１と、受信信号における少なくとも２つの干渉における干渉時間と、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報とに基づいて、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報を推定する干渉信号波形推定部１３４とを備える。【選択図】図５
2020165810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を発信し、物体によって反射された前記発信信号を受信信号として受信するレーダ装置であって、自身のレーダ装置と異なる少なくとも１つの他のレーダ装置からの複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を前記受信信号として受信し得るレーダ装置において、
前記自身のレーダ装置の発信信号と前記受信信号とをミキシングしたビート信号の離散値を生成する受信処理部と、
前記ビート信号の離散値に基づいて、前記受信信号における、前記自身のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号と、前記他のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号との干渉の有無、および干渉時間を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された前記受信信号における少なくとも２つの干渉における前記干渉時間と、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報とに基づいて、前記他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報を推定する推定部と、
を備える、レーダ装置。
【請求項２】
前記推定部は、推定した前記他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期と、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期とに基づいて、前記受信信号における干渉を回避するように、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号を変更する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記推定部は、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の発信タイミングを変更する、請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記推定部は、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号のチャープ開始周波数値を変更する、請求項２または３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記ビート信号の離散値が所定の時間あたりの変化量の大きさよりも大きい場合、または、前記ビート信号の離散値の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合、または、前記ビート信号の離散値が所定の時間あたりの変化量の大きさよりも大きくかつ前記ビート信号の離散値の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記受信信号における干渉が存在すると判定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記推定部は、
前記受信信号における少なくとも２つの干渉における前記干渉時間と、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状およびＩＦ帯域幅とに基づいて、前記他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期として、周波数変調スロープおよび任意の周波数に対応する基準時間を推定し、
前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の発信回数に基づいて、前記受信信号における干渉を回避するように、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号を変更する、
請求項２〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記推定部は、前記他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期の組み合わせを複数推定した場合、組み合わせの候補を絞るように、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号を任意に変更し、
変更された周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を発信し、物体によって反射された前記発信信号を受信信号として受信する、
請求項２〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
繰り返し数Ｎの周波数変調チャープ信号を発信し、前記判定部によって前記繰り返し数Ｎの周波数変調チャープ信号のうちのＭ番目の周波数変調チャープ信号に対応する受信信号において１つの干渉が判定された場合、
前記推定部は、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の繰り返し数をＮ＋Ｍに変更する、
請求項２〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記推定部は、推定した前記他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期に基づいて、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の予め設定された複数の設定のうちの１つを選択する、請求項２または３に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を発信し、物体によって反射された前記発信信号を受信信号として受信するレーダ装置であって、自身のレーダ装置と異なる少なくとも１つの他のレーダ装置からの複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を前記受信信号として受信し得るレーダ装置の干渉推定方法であって、
前記自身のレーダ装置の発信信号と前記受信信号とをミキシングしたビート信号の離散値を生成し、
前記ビート信号の離散値に基づいて、前記受信信号における、前記自身のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号と、前記他のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号との干渉の有無、および干渉時間を判定し、
判定された前記受信信号における少なくとも２つの干渉における前記干渉時間と、前記自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報とに基づいて、前記他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報を推定する、
レーダ装置の干渉推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置およびレーダ装置の干渉推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数変調された発信信号を発信し、物体によって反射された発信信号を受信し、受信信号に基づいて物体との距離および角度、および物体の速度を測定するレーダ装置が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。このようなレーダ装置において、発信信号の周波数変調方式としてＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式またはＦＣＭ（fast chirp modulation）方式等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７３１１６
【特許文献２】特開２０１８−５９８２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、ＦＣＭ方式のレーダ装置では、自身のレーダ装置と異なる少なくとも１つの他のレーダ装置からの複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を受信信号として受信し得る（may）。これにより、受信信号において、自身のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号と他のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号との干渉が発生することがある。
【０００５】
他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状と周期（例えば、周波数変調スロープおよび周期）を推定できれば、自身のレーダ装置と他のレーダ装置との干渉を回避することに役立つ。
【０００６】
本発明は、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期を推定するレーダ装置およびレーダ装置の干渉推定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】
【０００７】
本発明に係るレーダ装置は、複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を発信し、物体によって反射された発信信号を受信信号として受信するレーダ装置であって、自身のレーダ装置と異なる少なくとも１つの他のレーダ装置からの複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を受信信号として受信し得るレーダ装置において、自身のレーダ装置の発信信号と受信信号とをミキシングしたビート信号の離散値を生成する受信処理部と、ビート信号の離散値に基づいて、受信信号における、自身のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号と、他のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号との干渉の有無、および干渉時間を判定する判定部と、判定部によって判定された受信信号における少なくとも２つの干渉における干渉時間と、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報とに基づいて、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報を推定する推定部と、を備える。
【０００８】
本発明に係るレーダ装置の干渉推定方法は、
複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を発信し、物体によって反射された発信信号を受信信号として受信するレーダ装置であって、自身のレーダ装置と異なる少なくとも１つの他のレーダ装置からの複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を受信信号として受信し得るレーダ装置の干渉推定方法であって、自身のレーダ装置の発信信号と受信信号とをミキシングしたビート信号の離散値を生成し、ビート信号の離散値に基づいて、受信信号における、自身のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号と、他のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号との干渉の有無、および干渉時間を判定し、判定された受信信号における少なくとも２つの干渉における干渉時間と、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報とに基づいて、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報を推定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】自身のレーダ装置および他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形と受信信号波形の一例を示す図である。
【図２】自身のレーダ装置および他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形の他の一例を示す図である。
【図３】本実施形態に係るレーダ装置の一例を示す図である。
【図４】周波数変調チャープ信号の設定値（パラメータ）の一例を示す。
【図５】図３に示すレーダ装置における信号処理部の一例を示す図である。
【図６】自身のレーダ装置のおよび他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形の一例を示す図である。
【図７】図６に示す１回目の干渉が発生する周波数変調チャープ信号波形Ｃ０を拡大して示す図である。
【図８】図６に示す２回目の干渉が発生する周波数変調チャープ信号波形Ｃ７を拡大して示す図である。
【図９】推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形の一例を示す図である。
【図１０】仮定した自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形と推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形の一例を示す図である。
【図１１】仮定した自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形と推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形の他の一例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係るレーダ装置による干渉推定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本実施形態に係るレーダ装置による干渉推定処理の他の一例を示すフローチャートである。
【図１４】自身のレーダ装置のおよび他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形の他の一例を示す図である。
【図１５】本実施形態の変形例に係るレーダ装置による干渉推定処理の他の一例を示すフローチャートである。
【図１６】仮定した自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形と推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１２】
（概要）
車両におけるレーダシステムにおいて、ＦＣＭ（fast chirp modulation）と呼ばれる制御方法があり、必要とする検知距離分解能、検知距離最大値、検知速度分解能、検知速度最大値に応じて、自身のレーダ装置が発信する周波数変調チャープ信号の時間当たりの周波数変化量、周波数帯域幅、周波数変調チャープ信号の発信から次の周波数変調チャープ信号を発信するまでの時間（チャープサイクル時間）、周波数変調チャープ信号の繰り返し数とＡ／Ｄコンバータのサンプリングレートに依存するＩＦ（中間周波数）帯域幅が設定される。このとき、周波数変調チャープ信号を発信するタイミングと周波数変調チャープ信号のチャープ開始周波数値は検知距離分解能、検知距離最大値、検知速度分解能、検知速度最大値に影響しない。
【００１３】
ＦＣＭによる制御方法では、ある信号受信タイミングにおいて、他のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号が受信可能な周波数帯域であった場合、干渉が発生し、例えば図１に示すような受信信号強度が非常に大きいスパイク状のノイズが発生する。スパイク状のノイズが混入されたビート信号の時間波形をそのまま周波数波形に変換すると、ノイズフロアが上昇し、検出すべき物標からの反射波に基づくピーク周波数成分がノイズフロアに埋もれてしまう。このとき、自身のレーダ装置と他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の設定によって干渉による影響度が異なる。例えば図２に示すように、干渉源のレーダと自身のレーダの周波数変調チャープ信号の形状と周期が非常に近い設定である場合、全受信信号の大部分が干渉の影響を受ける。
【００１４】
特許文献１に記載の技術は、離散ビート信号を取得し、取得した離散ビート信号を用いてＲＭＳ値を算出する。離散ビート信号ＲＭＳ値で除算した値を正規化信号とし、正規化信号の時間変化量を算出する。時間変化量があらかじめ定めた閾値を超えた時点の離散ビート信号を削除して、前後の離散ビート信号を用いて補間する。
【００１５】
しかし、特許文献１に記載の技術では、例えば自身のレーダ装置および他のレーダ装置の周波数信号波形の関係が図２のような場合、大部分の離散ビート信号が削除され補正することができない。取得した離散ビート信号に占める干渉の割合は、自身のレーダ装置と他のレーダ装置の周波数信号の設定により変化し、干渉と判断され削除される離散ビート信号が増加するほど、補正したビート信号から得られる情報は信頼性のないものとなる。
【００１６】
特許文献２に記載の技術は、水平方向に互いに異なる範囲に測定波を射出する複数の投波器を制御する場合において、基準タイミングを起点として投波器ごとに異なって定められた所定の経過時間後に、基準方向に基づいて順次投波器から測定波を射出させる。しかし、特許文献２に記載の技術では、複数の投波器が基準タイミングを共有していない状況では干渉を防ぐことはできない。
【００１７】
（本実施形態）
図３は、本実施形態に係るレーダ装置の一例を示す図である。図３に示すレーダ装置１００は、複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を発信し、物体によって反射された発信信号を受信信号として受信する。レーダ装置１００は、受信信号に基づいて、物体との距離および角度、および物体の速度を測定する。レーダ装置１００は、発信アンテナ１１０と、オペアンプ１１２と、信号生成部１１４と、受信アンテナ１２０と、オペアンプ１２２と、周波数ミキサ１２３と、信号受信部１２４と、信号処理部１３０とを備える。
【００１８】
レーダ装置１００（発信アンテナ１１０および受信アンテナ１２０を除く）は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field‐Programmable Gate Array）等の演算プロセッサで構成される。レーダ装置１００（発信アンテナ１１０および受信アンテナ１２０を除く）の各種機能は、例えば記憶部に格納された所定のソフトウェア（プログラム、アプリケーション）を実行することで実現される。レーダ装置１００（発信アンテナ１１０および受信アンテナ１２０を除く）の各種機能は、ハードウェアとソフトウェアとの協働で実現されてもよいし、ハードウェア（電子回路）のみで実現されてもよい。
【００１９】
信号生成部１１４は、信号処理部１３０からの設定値に基づいて、周波数変調チャープ信号を生成する。
信号生成部１１４によって生成された周波数変調チャープ信号は、オペアンプ１１２によってそのパワーが調整され（例えば、増幅され）、発信アンテナ１１０によって発信信号として発信される。
【００２０】
発信信号が物体によって反射された反射信号は、受信アンテナ１２０によって受信信号として受信され、オペアンプ１２２によってそのパワーが調整される（例えば、増幅される）。
周波数ミキサ１２３は、信号生成部１１４によって生成された発信信号と、受信アンテナ１２０およびオペアンプ１２２によって受信された受信信号とをミキシングして、ビート信号（ＩＦ信号）を生成する。
信号受信部１２４は、フィルタおよびＡ／Ｄコンバータ等を含み、周波数ミキサ１２３で生成されたビート信号の離散値を生成する。ビート信号の離散値は、実信号または複素信号について生成すればよい。ビート信号の離散値は、Ａ／Ｄコンバータのサンプリング周波数に依存する。
【００２１】
信号処理部１３０は、信号受信部１２４で生成されたビート信号の離散値に基づいて、物体との距離および角度、および物体の速度を測定する。
また、信号処理部１３０は、発信信号を構成する周波数変調チャープ信号の設定値を予め記憶する。図４に、周波数変調チャープ信号の設定値の一例を示す。
【００２２】
周波数変調された信号を連続的に発信するＦＭＣＷ（frequency modulated continuous wave）方式のレーダ装置として、ＦＭＣＷ方式を基本とし、発信する周波数を数〜数十マイクロ秒単位で高速に掃引した周波数変調チャープ信号を送出し、周波数変調チャープ信号とその反射波との周波数の差分を分析するＦＣＭ（fast chirp modulation）方式のレーダ装置がある。ＦＣＭ方式では、検知距離分解能、検知距離最大値、検知速度分解能、および検知速度最大値が設定される。
【００２３】
検知距離分解能Ｒａｎｇｅ＿ｒｅｓは、下記（１）式で表される。
Ｒａｎｇｅ＿ｒｅｓ＝ｃ／（２×ｓｗｅｅｐ）            （１）
ここで、ｃは光速、ｓｗｅｅｐは周波数変調帯域幅（周波数変調チャープ信号を掃引した帯域幅）である。
【００２４】
検知距離最大値Ｒａｎｇｅ＿ｍａｘは、下記（２）式で表される。
Ｒａｎｇｅ＿ｍａｘ＝（ＩＦ×ｃ）／（２×ｓｌｏｐｅ）         （２）
ここで、ＩＦはＩＦ帯域幅の最大値、ｓｌｏｐｅは周波数変調スロープ（周波数変調チャープ信号の周波数を掃引する傾き）である。
【００２５】
検知速度分解能Ｖ＿ｒｅｓは、下記（３）式で表される。
Ｖ＿ｒｅｓ＝λ／（２×Ｎ×Ｔ）                 （３）
ここで、λは周波数変調チャープ信号の波長（例えば、周波数変調チャープ信号の中心周波数に対応する波長）、Ｎは周波数変調チャープ信号の繰り返し数、Ｔはサイクル時間（周波数変調チャープ信号の発信から次の周波数変調チャープ信号を発信するまでの時間）である。
【００２６】
検知速度最大値Ｖ＿ｍａｘは、下記（４）式で表される。
Ｖ＿ｍａｘ＝λ／（４×Ｔ）             （４）
【００２７】
距離情報は、ターゲット距離に応じて変化するビート信号の周波数から得ることができる。例えば、１サイクルで得たビート信号の離散値にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理等の信号処理を行うことで、距離情報を得ることができる。このとき、ビート信号の離散値を取得する周期は一定である。
速度情報は、周波数変調チャープ信号間の位相差から得ることができる。例えば、距離情報を得た繰り返し回数分の周波数変調チャープ信号にＦＦＴ処理等の信号処理を行うことで、速度情報を得ることができる。このとき、各周波数変調チャープ信号の発信周期は一定となる。
【００２８】
なお、レーダ装置１００の構成は図３の一例に限定されない。例えば、レーダ装置１００は受信アンテナ１２０およびオペアンプ１２２を複数備えてもよいし、発信アンテナ１１０およびオペアンプ１１２を複数備えてもよい。また、例えば、レーダ装置１００はオペアンプ１１２の前段に位相変調器を備えてもよい。
【００２９】
ここで、レーダ装置１００は、自身のレーダ装置と異なる少なくとも１つの他のレーダ装置からの複数の周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を受信信号として受信し得る（may）。これにより、受信信号において、自身のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号と他のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号との干渉が発生することがある。
【００３０】
この点に関し、信号処理部１３０は、受信信号における干渉を回避するために、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期を推定し、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号、例えば周波数変調チャープ信号の設定値（パラメータ）を変更する機能を有する。以下に、その機能について説明する。
【００３１】
図５は、図３に示すレーダ装置における信号処理部の一例を示す図である。図５に示す信号処理部１３０は、干渉判定部１３１と、干渉情報記録部１３２と、発信信号波形設定記録部１３３と、干渉信号波形推定部１３４とを備える。
【００３２】
干渉判定部１３１は、信号受信部１２４からのビート信号の離散値に基づいて、受信信号における、自身のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号と、他のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号との干渉の有無を判定する。具体的には、干渉判定部１３１は、所定の時間におけるビート信号の離散値の変化量が、所定の大きさよりも大きい場合、または、ビート信号の離散値の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合、または、ビート信号の離散値が所定の時間あたりの変化量の大きさよりも大きくかつビート信号の離散値の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合に、受信信号における干渉が存在すると判定する。
【００３３】
また、干渉判定部１３１は、ビート信号の離散値に基づいて、受信信号における干渉時間（例えば、後述するように、干渉発生タイミングおよび干渉終了タイミング）を判定する。干渉判定部１３１は、干渉時間を干渉情報として、周波数変調チャープ信号の１サイクルごとに周波数変調チャープ信号の繰り返し数分、干渉情報記録部１３２に記録する。
【００３４】
干渉情報記録部１３２は、干渉情報として、干渉時間（干渉発生タイミングおよび干渉終了タイミング）、および、後述する干渉信号波形推定部１３４によって推定された他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期を記録する。
【００３５】
発信信号波形設定記録部１３３は、自身のレーダ装置の発信信号、すなわち周波数変調チャープ信号の波形の設定値を記録する。具体的には、発信信号波形設定記録部１３３は、図４に示す周波数変調帯域幅、周波数変調スロープ（時間当たりの周波数変化量）、チャープ開始周波数、周波数変調チャープ信号の繰り返し数、サイクル時間（周期）、信号発信期間、休止期間、チャープ開始時間（発信タイミング）、ＩＦ（中間周波数）帯域幅等の情報を記録する。
【００３６】
干渉信号波形推定部１３４は、干渉判定部１３１によって判定され、干渉情報記録部１３２に記録された受信信号における少なくとも２つの干渉における干渉時間（干渉発生タイミングおよび干渉終了タイミング）と、発信信号波形設定記録部１３３に記録された自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報（波形の設定値：例えば、後述するように、波形形状およびＩＦ帯域幅）とに基づいて、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期（例えば、後述するように、周波数変調スロープ、および任意の周波数に対応する基準時間、すなわち発信周期）を推定する。干渉信号波形推定部１３４は、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期を干渉情報として、干渉情報記録部１３２に記録する。
【００３７】
干渉信号波形推定部１３４は、推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期と、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期とに基づいて、受信信号における干渉を回避するように、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号のチャープ開始時間（発信タイミング）およびチャープ開始周波数の少なくとも一方を導出する。
【００３８】
干渉信号波形推定部１３４は、導出した自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号のチャープ開始時間（発信タイミング）またはチャープ開始周波数を、発信信号波形設定記録部１３３に記録する。これにより、干渉信号波形推定部１３４は、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号、例えば周波数変調チャープ信号のチャープ開始時間（発信タイミング）またはチャープ開始周波数を変更する。
【００３９】
これにより、信号生成部１１４は、発信信号波形設定記録部１３３に記録された、干渉を回避するための設定値に基づいて周波数変調チャープ信号を生成し、レーダ計測をやり直すことができる。
【００４０】
次に、具体的な一例（自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の設定と他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の設定とが近い場合）を挙げて説明する。
ここで、周波数変調チャープ信号の設定は前述の通り、必要とする検知距離分解能、検知距離最大値、検知速度分解能、検知速度最大値に応じて上記式（１）〜（４）に従い決めるため、用途が同じであれば必然と自身レーダの周波数変調チャープ信号と他のレーダの周波数変調チャープ信号の設定が近くなる。例えば、自動車の駐車支援では遠くまでの検知は必要ないが高い検知距離分解能が求められる。また、走行時の車線変更支援では、高い検知距離最大値や検知距離速度が求められる。
【００４１】
図６は、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形（実線）および他のレーダ装置（干渉源のレーダ装置）の周波数変調チャープ信号波形（破線）の一例を示す図である。図６において、縦軸が周波数であり、横軸が時点ｔからの経過時間である。
図６に示すように、この例では、自身のレーダ装置の周波数変調帯域を１．５［ＧＨｚ］、周波数変調スロープを３０［ＭＨｚ／ｕｓ］、信号発信期間を５０［ｕｓ］、休止期間を１０［ｕｓ］、ＩＦ帯域幅を１５［ＭＨｚ］とし、他のレーダ装置の周波数変調帯域を１．５［ＧＨｚ］、周波数変調スロープを２５［ＭＨｚ／ｕｓ］、信号発信期間を６０［ｕｓ］、休止期間を１０［ｕｓ］と仮定する。尚、この例では、他のレーダ装置がｔ＝−５［ｕｓ］に発信を開始し、時点ｔ＝０［ｕｓ］で自身のレーダ装置が発信を開始する場合を仮定している。
【００４２】
まず、１回目の干渉が発生するＣ０のタイミングに注目する。図７は、図６に示す周波数変調チャープ信号波形Ｃ０を拡大して示す図である。図７において、点線は自身のレーダ装置のＩＦ帯域幅を示す。他のレーダ装置の発信信号の周波数が自身のレーダ装置のＩＦ帯域幅の領域内に入ると、図１に示したようにビート信号の離散値にスパイク状の大きなノイズが発性する。干渉判定部１３１は、スパイク状のノイズの発生に基づいて、受信信号における干渉の有無および干渉時間を判定する。例えば、干渉判定部１３１は、ビート信号の離散値が所定の振幅閾値以上または所定の時間当たりの振幅変化量閾値以上であるときに、干渉が存在すると判定する。また、干渉判定部１３１は、干渉が発生する時点ｔａ１、および干渉が終了する時点ｔｂ１を計測する。
【００４３】
次に、干渉信号波形推定部１３４は、発信信号波形設定記録部１３３に記録された自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形およびＩＦ帯域幅（周波数変調チャープ信号に関する情報）に基づいて、干渉発生時点ｔａ１の周波数ｆａ１および干渉終了時点ｔｂ１の周波数ｆｂ１を求める。干渉信号波形推定部１３４は、干渉発生時点ｔａ１の周波数ｆａ１および干渉終了時点ｔｂ１の周波数ｆｂ１から、他のレーダ装置（干渉源のレーダ装置）の周波数変調チャープ信号の周波数変調スロープ（波形形状）ｓｐ１を推定する。図６および図７の例では、信号受信部１２４のＡ／Ｄコンバータのサンプリングレートを１０Ｍｂｐｓとすると、ｔａ１は２３．２ｕｓ、ｔｂ１は２６．６ｕｓ、ｆａ１は７７．７０３５ＧＨｚ、ｆｂ１は７７．７９０５ＧＨｚとなる。これにより、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の周波数変調スロープｓｐ１は２５．５８８ＭＨｚ／ｕｓと推定される。
【００４４】
次に、干渉信号波形推定部１３４は、推定した周波数変調スロープｓｐ１に基づいて、任意の周波数となる時刻を基準時刻として求める。図６および図７の例では、任意の周波数ｆｘを７７．７５ＧＨｚとすると、基準時刻ｔｘ１は２５．０１７２４ｕｓとなる。干渉信号波形推定部１３４は、推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の周波数変調スロープｓｐ１と基準時刻ｔｘ１を干渉情報として干渉情報記録部１３２に保存する。
【００４５】
次に、２回目の干渉が発生するＣ７のタイミングに注目し、同様の方法で周波数スロープｓｐ２と基準時刻ｔｘ２を求める。図８は、図６に示す周波数変調チャープ信号波形Ｃ７を拡大して示す図である。図８において、点線は自身のレーダ装置のＩＦ帯域幅を示す。同様に、干渉判定部１３１は、スパイク状のノイズの発性に基づいて、干渉の有無および干渉時間を判定する。例えば、干渉判定部１３１は、干渉が発生する時点ｔａ２、および干渉が終了する時点ｔｂ２を計測する。
【００４６】
また同様に、干渉信号波形推定部１３４は、発信信号波形設定記録部１３３に記録された自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形およびＩＦ帯域幅（周波数変調チャープ信号に関する情報）に基づいて、干渉発生時点ｔａ２の周波数ｆａ２および干渉終了時点ｔｂ２の周波数ｆｂ２を求める。干渉信号波形推定部１３４は、干渉発生時点ｔａ２の周波数ｆａ２および干渉終了時点ｔｂ２の周波数ｆｂ２から、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の周波数変調スロープ（波形形状）ｓｐ２を推定する。図６および図８の例では、ｔａ２は４４２．０ｕｓ、ｔｂ２は４４８．１ｕｓ、ｆａ２は７７．６７５ＧＨｚ、ｆｂ２は７７．８２８ＧＨｚとなり、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の周波数変調スロープｓｐ２は２５．０８２ＭＨｚ／ｕｓと推定される。
【００４７】
次に、干渉信号波形推定部１３４は、推定した周波数変調スロープｓｐ２に基づいて、任意の周波数ｆｘ７７．７５ＧＨｚとなる時刻ｔｘ２を基準時刻として求める。図６および図８の例では、基準時刻ｔｘ２は４４４．９９０２ｕｓとなる。干渉信号波形推定部１３４は、推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の周波数変調スロープｓｐ２と基準時刻ｔｘ２を干渉情報として干渉情報記録部１３２に保存する。なお、ｔｘ２−ｔｘ１が任意の周波数ｆｘに対応する基準時間を表す。
【００４８】
図６に示すように１回目の干渉が発生してから２回目の干渉が発生するまで他のレーダ装置から周波数変調チャープ信号が発信されている。この時点ではその個数は判断できないが、他のレーダ装置の周期Ｔｘは、下記式（５）となる。
Ｔｘ＝（ｔｘ２−ｔｘ１）／ｎ           （５）
ここで、ｎは１以上の整数値である。
【００４９】
ここで、発信信号波形設定記録部１３３に記録されている自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の情報から、図６におけるＣ０からＣ７までの時刻においてＣ０とＣ７のみで干渉が発生するｎの条件を推定していく。このとき、他のレーダ装置の周波数変調帯域幅は不明であり、想定される周波数変調帯域幅を仮定する。例えば７９ＧＨｚ帯であれば使用可能な帯域幅が決められており最大値を仮定することができる。また、前述の通り用途が同じであれば自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号と他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号との設定が近くなる。ここでは、他のレーダ装置の周波数変調帯域幅は自身のレーダ装置の周波数変調帯域幅と同じ１．５ＧＨｚと仮定する。その場合、他のレーダ装置の発信時間はｓｐ１から５９．９５８６５ｕｓとなる。発信時間よりも周期が短くなることはないためｎの候補は、１、２、３、５、６となる。このとき、ｎが１、２、３における周波数変調チャープ信号はｎが６の時に含まれるのでｎは５と６の場合を考慮すればよい。他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の開始時刻をｔ’とした場合、推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形は図９のようになる。ここで、Cj0〜Cj6はnが6の場合の推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号、Ck0〜Ck5はnが5の場合の推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号である。
【００５０】
ここで、ｎの候補をより精度良く求める場合、２回以降の干渉情報を取得する。または、仮定する他のレーダ装置の周波数変調帯域幅を小さくすればよい。周波数帯域幅＝距離分解能であるため、周波数帯域幅の最小値（ｍｉｎ）は数百ＭＨｚ程度が現実的な値である。遠方は７７ＧＨｚ帯を使用するので７９ＧＨｚ帯で使用されるのが８０ｍ内の範囲とすると、周波数帯域幅のｍｉｎは４００ＭＨｚ〜５００ＭＨｚが妥当な値である。
【００５１】
また、ｎの候補を減らすためにチャープ信号を発信し、干渉判定を行い、ｎの候補を絞ってもよい。例えば、干渉信号波形推定部１３４は、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期の組み合わせを複数推定した場合、組み合わせの候補を絞るように、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号を任意に変更、例えば周波数変調チャープ信号のチャープ開始時間（発信タイミング）またはチャープ開始周波数を任意の値に変更する。そして、変更された周波数変調チャープ信号で構成される発信信号を発信し、物体によって反射された前記発信信号を受信信号として受信し、干渉判定を行い、ｎの候補を絞ってもよい。
【００５２】
また、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の推定精度は、Ａ／Ｄコンバータのサンプリングレートに依存するので、Ａ／Ｄコンバータのサンプリングレートに依存する誤差を考慮してもよい。
【００５３】
図９において、Ｃｊ０〜Ｃｊ６がｎ＝６の場合の推定した周波数変調チャープ信号の波形を示し、Ｃｋ０〜Ｃｋ５がｎ＝５の場合の推定した周波数変調チャープ信号の波形を示す。他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形が推定できたことから、干渉が発生しない自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形を決めることができる。例えば、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の発信タイミングを変えた場合の周波数変調チャープ信号の波形と推定した周波数変調チャープ信号の波形を比較すればよい。
【００５４】
ここで、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の発信タイミングがｔ’時点から６４ｕｓ後の場合を仮定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形を図１０に示す。図１０において、Ｃａ０〜Ｃａ６が自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形を示す。Ｃａ６とＣｊ６またはＣｋ５との周波数変調チャープ信号の発信タイミングで干渉が発生するが、もし自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の繰り返し数が６つ以下の場合は干渉が発生せずにレーダ計測を終了することができる。このように、干渉信号波形推定部１３４は、受信信号における干渉を回避するように、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号を変更する際、更に自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の発信回数に基づいてもよい。
【００５５】
自身のレーダの周波数変調チャープ信号の繰り返し数が６つよりも多い場合は、周波数変調チャープ信号の発信タイミングを変更するだけでは干渉を回避することはできない。その場合は、Ｃａ６のチャープ開始周波数値を変えることで干渉を回避することができる。例えば、Ｃａ６のチャープ開始周波数値を７７．２ＧＨｚに変更し、Ｃａ’６と仮定することで図１１に示すように干渉を回避することでできる。ここで注意すべき点として、チャープ開始周波数値を変えたことでＣａ’６とＣａ’６を除く周波数変調チャープ信号とでは時間経過と位相変化の関係が異なるため、Ｃａ’６発信時に得た受信情報はチャープ開始周波数値の変更で発生した位相差分だけ補正する。
【００５６】
次に、図１２および図１３を参照して、本実施形態に係るレーダ装置による干渉推定処理について説明する。図１２は、本実施形態に係るレーダ装置による干渉推定処理の一例を示すフローチャートであり、図１３は、本実施形態に係るレーダ装置による干渉推定処理の他の一例を示すフローチャートである。
【００５７】
まず、干渉判定部１３１は、ビート信号の離散値に基づいて、受信信号における、自身のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号と他のレーダ装置からの周波数変調チャープ信号との干渉の有無および干渉時間を判定する（Ｓ１）。干渉判定部１３１によって干渉無しと判定された場合（Ｓ２においてＮＯ）、ステップＳ１に戻る。
【００５８】
一方、干渉判定部１３１によって干渉が存在すると判定された場合（Ｓ２においてＹＥＳ）、干渉信号波形推定部１３４は、干渉時間（干渉発生タイミングおよび干渉終了タイミング）と、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号に関する情報（波形の設定値：波形形状およびＩＦ帯域幅）とに基づいて、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の周波数変調スロープおよび基準時刻を推定する（Ｓ３）。干渉信号波形推定部１３４は、推定した周波数変調チャープ信号の周波数変調スロープおよび基準時刻を干渉情報として干渉情報記録部１３２に記録する（Ｓ３）。
【００５９】
次に、ステップＳ１において判定された干渉の発生がＸ回目か否かを判定する（Ｓ４）。本実施形態ではＸ＝２の場合を説明するが、Ｘは２以上の整数を設定してもよい。干渉の発生が２回目でない場合、ステップＳ１に戻る。一方、干渉の発生が２回目である場合、干渉情報記録部１３２に記録した干渉情報（周波数変調スロープ、および２つの干渉における基準時刻、すなわち基準時間）と、発信信号波形設定記録部１３３に記録された自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形設定情報とに基づいて、干渉信号波形推定部１３４は、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形および周期を推定する（Ｓ５）。
【００６０】
次に、干渉信号波形推定部１３４は、推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期と、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期とに基づいて、受信信号における干渉を回避するように、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号のチャープ開始時間（発信タイミング）を仮定する（Ｓ６）。尚、発振タイミングの異なる複数の自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形候補を生成し、これら候補のうちＳ５で推定された他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形に対して最も干渉の発生回数が少ないと推定された発振タイミングを仮定してもよい。
次に、干渉信号波形推定部１３４は、いずれかの周波数変調チャープ信号波形において干渉が発生するか否かを判定する（Ｓ７）。干渉が発生する場合、干渉信号波形推定部１３４は、更に、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号のチャープ開始周波数値を仮定する（Ｓ８）。
【００６１】
一方、干渉が発生しない場合、またはステップＳ８の後、仮定した自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形の設定情報を、発信信号波形設定記録部１３３に記録する（Ｓ９）。
【００６２】
その後、信号生成部１１４は、発信信号波形設定記録部１３３に記録された、干渉を回避するための設定値に基づいて周波数変調チャープ信号を生成し、レーダ計測を開始する（Ｓ１０）。
【００６３】
尚、Ｓ６で自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号のチャープ開始時間を仮定した後に、Ｓ７、Ｓ８を実行せず、Ｓ９を実行してもよい。
【００６４】
なお、図１３に示すように、周波数変調チャープ信号の発信タイミングを変更せず、チャープ開始周波数値のみ変更してもよい（Ｓ８）。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態のレーダ装置１００によれば、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状と周期（例えば、周波数変調スロープおよび周期）を推定することができる。
また、本実施形態のレーダ装置１００によれば、推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期にもとづいて、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号を変更することにより、受信信号における干渉を回避することができる。
【００６６】
また、本実施形態のレーダ装置１００によれば、レーダ装置の測定性能（検知距離分解能、検知距離最大値、検知速度分解能、または検知速度最大値）に影響しないチャープ開始時間（発信タイミング）またはチャープ開始周波数値を変更することにより、レーダ装置の測定性能（検知距離分解能、検知距離最大値、検知速度分解能および検知速度最大値）を同じ条件としたまま、干渉のない受信信号を得ることができるように、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の設定を変更することができる。
【００６７】
（変形例）
上述した実施形態では、図６〜図１１を参照して、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の設定と他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の設定とが近い場合の具体的な一例について説明した。以下では、他のレーダ装置が自身のレーダ装置と用途が大きく異なる場合の具体的な一例について説明する。
【００６８】
図１４は、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号波形（実線）および他のレーダ装置（干渉源のレーダ装置）の周波数変調チャープ信号波形（破線）の他の一例を示す図である。図１４において、縦軸が周波数であり、横軸が時点ｔからの経過時間である。
図１４に示すように、この例では、自身のレーダ装置の周波数変調帯域を１．５［ＧＨｚ］、周波数変調スロープを３０［ＭＨｚ／ｕｓ］、信号発信期間を５０［ｕｓ］、休止期間を１０［ｕｓ］、ＩＦ帯域幅を１５［ＭＨｚ］とし（図６の例と同じ条件）、他のレーダ装置の周波数変調帯域を３［ＧＨｚ］、周波数変調スロープを５［ＭＨｚ／ｕｓ］、信号発信期間を６００［ｕｓ］、休止期間を１００［ｕｓ］と仮定する。尚、自身のレーダ装置がｔ＝０［ｕｓ］で発信を開始し、他のレーダ装置がｔ＝＋４５［ｕｓ］に発信を開始する場合を仮定している。この場合、図１４に示すようにＣ１の発信タイミングで干渉が１回だけ発生する。ここで、１計測での周波数変調チャープ信号の繰り返し数Ｎを１０回とする。
【００６９】
以下、図１５を参照して、本実施形態の変形例に係るレーダ装置による干渉推定処理について説明する。図１５は、本実施形態の変形例に係るレーダ装置による干渉推定処理の一例を示すフローチャートである。
上述した図１２におけるステップＳ１，Ｓ２と同様の処理により、Ｃ１の周波数変調チャープ信号の発信により得られる受信情報から、干渉が発生していることが判定できる（Ｓ１，Ｓ２）。加えて上述した図１２におけるステップＳ３と同様の処理により、他のレーダ装置の周波数スロープと基準時刻を推定することができる（Ｓ１１）。このとき、推定した周波数スロープと基準時刻に加え、干渉が発生した時の発信回数Ｍも干渉情報として記録する（Ｓ１１）。この例では、Ｍは２である。
【００７０】
１０回目の周波数変調チャープ信号の発信が終了した時点で干渉が１回だけ発生しているので、１計測での周波数変調チャープ信号の繰り返し数ＮはＭを追加した回数である１２に設定する（Ｓ４→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１）。このように、繰り返し数Ｎの周波数変調チャープ信号を発信し、干渉判定部１３１によって繰り返し数Ｎの周波数変調チャープ信号のうちのＭ番目の周波数変調チャープ信号に対応する受信信号において１つの干渉が判定された場合、干渉信号波形推定部１３４は、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の繰り返し数をＮ＋Ｍに変更する。
【００７１】
つまり、図１６に示すようにＣ１１まで周波数変調チャープ信号が発信される。計測後にＣ２からＣ１１までの周波数変調チャープ信号の発信で得られた受信情報を用いることで干渉が発生していない受信情報を得ることができる。ここで、１計測での周波数変調チャープ信号の繰り返し数Ｎの値が大きく、ＮからＮ＋Ｍまでの周波数変調チャープ信号の発信において２回目以降の干渉が発生した場合は、上述した図１２または図１３のステップＳ５以降の処理を行うことで、他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形を推定し、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形を干渉を避けるように設定することができる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、受信信号における干渉を回避するように、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号のチャープ開始時間（発信タイミング）またはチャープ開始周波数を導出したが、これに限定されない。例えば、受信信号における干渉を回避するための自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の複数の設定を予め設定し、推定した他のレーダ装置の周波数変調チャープ信号の波形形状および周期に基づいて、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号として予め設定された複数の設定のうちの１つを選択してもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態では、受信信号における干渉を回避するように、自身のレーダ装置の周波数変調チャープ信号のチャープ開始時間（発信タイミング）またはチャープ開始周波数を変更したが、これに限定されない。例えば、レーダ装置の測定性能（検知距離分解能、検知距離最大値、検知速度分解能、または検知速度最大値）が変わってもよい場合は、チャープ開始時間（発信タイミング）およびチャープ開始周波数以外のパラメータを変更してもよい。例えば、休止期間または周波数変調スロープを変更してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１００  レーダ装置
１１０  発信アンテナ
１１２  オペアンプ
１１４  信号生成部
１２０  受信アンテナ
１２２  オペアンプ
１２３  周波数ミキサ
１２４  信号受信部
１３０  信号処理部
１３１  干渉判定部
１３２  干渉情報記録部
１３３  発信信号波形設定記録部
１３４  干渉信号波形推定部
【図１】
2020165810.tif 000003
【図２】
2020165810.tif 000004
【図３】
2020165810.tif 000005
【図４】
2020165810.tif 000006
【図５】
2020165810.tif 000007
【図６】
2020165810.tif 000008
【図７】
2020165810.tif 000009
【図８】
2020165810.tif 000010
【図９】
2020165810.tif 000011
【図１０】
2020165810.tif 000012
【図１１】
2020165810.tif 000013
【図１２】
2020165810.tif 000014
【図１３】
2020165810.tif 000015
【図１４】
2020165810.tif 000016
【図１５】
2020165810.tif 000017
【図１６】
2020165810.tif 000018