(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるタイミングで周波数変調された複数の送信信号を送信する送信アンテナと、
前記送信アンテナから送信された前記複数の送信信号がターゲットに反射して戻ってきた反射波を受信信号として受信する複数の受信アンテナと、
前記受信信号に対応するビート信号を生成して信号処理を施すことで、前記ターゲットに関する距離、相対速度、方位を検出する信号処理部と、
前記信号処理部による検出結果に基づいて、車両制御を実現するためのアプリケーションで必要となるターゲットを注目ターゲットとして検出する注目ターゲット検出部と、
前記注目ターゲット検出部により検出された前記注目ターゲットの検知状態が、干渉防止のために一部の送信信号を休止しても前記アプリケーションに影響を与えないターゲット検出精度を維持可能な判定条件を満たすか否かを判定する注目ターゲット検知状態判定部と、
前記注目ターゲット検知状態判定部による判定結果に基づいて、前記注目ターゲットの検知状態が前記判定条件を満たす場合には、前記複数の送信信号のうち、送信を休止する送信信号を選択し、前記注目ターゲットの検知状態が前記判定条件を満たさない場合には、前記複数の送信信号の全てを含む送信信号を選択し、選択した前記送信信号に応じて前記送信アンテナおよび前記受信アンテナによる送受信処理および前記信号処理部による信号処理を制御する制御部と
を備え、
前記注目ターゲット検知状態判定部は、前記注目ターゲットの検知状態として、
前記注目ターゲットを検出した際の信号対雑音電力比、
前記注目ターゲットの左右方向位置に関する、前回の処理周期と今回の処理周期との変化量、
一定期間内での前記注目ターゲットの検出回数
の少なくともいずれか１つを算出する
車載用レーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用レーダ装置において、
前記受信アンテナは、３つ以上の受信アンテナで構成され、
前記制御部は、前記送信アンテナを介して、第１から第ＮＴｘ（ＮＴｘは、２以上の整数）の送信信号を異なるタイミングで送信し、
前記信号処理部は、
前記第１から第ＮＴｘの送信信号のそれぞれに対する反射波を前記３つ以上のアンテナから選択した異なる組合せの受信アンテナセットを介して受信し、
前記第１から第ＮＴｘの送信信号に対応して、前記ターゲットに関するＮＴｘ個の角度候補を計測し、
計測した前記ＮＴｘ個の角度候補を組み合わせて、前記ターゲットの角度を算出し、
前記注目ターゲット検出部は、前記アプリケーションの仕様に合わせて前記注目ターゲットを抽出するために必要なセンサから取得した、走行速度あるいはヨーレートに関する入力データに基づいて自車の進行方向を推定し、推定した前記自車の進行方向および前記信号処理部による検出結果に基づいて、前記注目ターゲットを検出し、
前記注目ターゲット検知状態判定部は、前記注目ターゲットの検知状態が前記判定条件を満たすか否かを判定し、
前記制御部は、前記注目ターゲット検知状態判定部により前記注目ターゲットの検知状態が前記判定条件を満たすと判定された場合には、前記第１から第ＮＴｘの送信信号の少なくとも１つの送信信号の送信を一時的に休止する選択をする
車載用レーダ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車載用レーダ装置において、
前記注目ターゲット検知状態判定部は、前記注目ターゲットの検知状態として、前記注目ターゲットを検出した際の信号対雑音電力比を算出し、算出した前記信号対雑音電力比が前記判定条件である第１閾値よりも大きい場合には、前記判定条件を満たすと判定する
車載用レーダ装置。
【請求項４】
請求項２に記載の車載用レーダ装置において、
前記注目ターゲット検知状態判定部は、前記注目ターゲットの検知状態として、前記注目ターゲットの左右方向位置に関して、前回の処理周期と今回の処理周期との変化量を算出し、算出した前記変化量が前記判定条件である第２閾値よりも小さい場合には、前記判定条件を満たすと判定する
車載用レーダ装置。
【請求項５】
請求項２に記載の車載用レーダ装置において、
前記注目ターゲット検知状態判定部は、前記注目ターゲットの検知状態として、一定期間内での前記注目ターゲットの検出回数を算出し、算出した前記検出回数が前記判定条件である第３閾値よりも大きい場合には、前記判定条件を満たすと判定する
車載用レーダ装置。
【請求項６】
請求項１に記載の車載用レーダ装置において、
前記制御部は、前記送信アンテナを介して、距離範囲ごとに異なる変調周波数幅を持たせた第１から第Ｎｄｓｔ（Ｎｄｓｔは、２以上の整数）の送信信号を異なるタイミングで送信し、
前記注目ターゲット検出部は、前記アプリケーションの仕様に合わせて前記注目ターゲットを抽出するために必要なセンサから取得した、走行速度あるいはヨーレートに関する入力データに基づいて自車の進行方向を推定し、推定した前記自車の進行方向および前記信号処理部による検出結果に基づいて、前記注目ターゲットを検出するとともに、検出した前記注目ターゲットが、第ｋ（ｋ＝１〜Ｎｄｓｔ）の距離範囲のいずれに存在するかを判断し、
前記注目ターゲット検知状態判定部は、前記注目ターゲット検出部により前記第ｋ（ｋ＝１〜Ｎｄｓｔ）の距離範囲に存在すると判定された場合には、第ｋの送信信号以外の送信信号が送信を休止する送信信号として選択可能と判定し、
前記制御部は、前記注目ターゲット検知状態判定部により送信を休止することが可能と判定された前記第ｋの送信信号以外の送信信号の少なくとも１つの送信信号の送信を一時的に休止する選択をする
車載用レーダ装置。
【請求項７】
異なるタイミングで周波数変調された複数の送信信号を送信アンテナから送信する送信ステップと、
前記送信アンテナから送信された前記複数の送信信号がターゲットに反射して戻ってきた反射波を複数の受信アンテナを介して受信信号として受信する受信ステップと、
前記受信信号に対応するビート信号を生成して信号処理を施すことで、前記ターゲットに関する距離、相対速度、方位を検出する信号処理ステップと、
前記信号処理ステップによる検出結果に基づいて、車両制御を実現するためのアプリケーションで必要となるターゲットを注目ターゲットとして検出する注目ターゲット検出ステップと、
前記注目ターゲット検出ステップにより検出された前記注目ターゲットの検知状態が、干渉防止のために一部の送信信号を休止しても前記アプリケーションに影響を与えないターゲット検出精度を維持可能な判定条件を満たすか否かを判定する注目ターゲット検知状態判定ステップと、
前記注目ターゲット検知状態判定ステップによる判定結果に基づいて、前記注目ターゲットの検知状態が前記判定条件を満たす場合には、前記複数の送信信号のうち、送信を休止する送信信号を選択し、前記注目ターゲットの検知状態が前記判定条件を満たさない場合には、前記複数の送信信号の全てを含む送信信号を選択し、選択した前記送信信号に応じて前記送信アンテナおよび前記受信アンテナによる送受信処理および前記信号処理ステップによる信号処理を制御する制御ステップと
を備え、
前記注目ターゲット検知状態判定ステップは、前記注目ターゲットの検知状態として、
前記注目ターゲットを検出した際の信号対雑音電力比、
前記注目ターゲットの左右方向位置に関する、前回の処理周期と今回の処理周期との変化量、
一定期間内での前記注目ターゲットの検出回数
の少なくともいずれか１つを算出する
車載用レーダ装置に適用される注目ターゲット検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ搭載車両（以下、自車と表記）と、対象となる物体（以下、ターゲットと表記）との距離や相対速度、角度を測定する装置および方法に関するものであり、他の車両に搭載された車載用レーダ装置との干渉を低減させること、および消費電力を低減させることが可能な車載用レーダ装置および車載用レーダ装置に適用される注目ターゲット検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車載用レーダ装置によって測定されるターゲットの距離、相対速度、角度などの測定結果は、車両の安全性や快適性を向上するための車両用アプリケーションで活用されており、レーダ搭載車数は増加傾向にある。ここで、このような車両用アプリケーションとしては、以下のものが具体例として挙げられる。
・自車が前方の障害物に衝突した際の被害を軽減する衝突被害軽減ブレーキシステム（ＣＭＢ：Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ  Ｂｒａｋｅ）
・前方の車両に追従するアダプティブクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｒｕｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）
・車両の走行中に後側方から他車が接近してきて、車線変更等に危険があるときに運転者に警報し、車両運転の安全性を高めようとする後側方監視システム（ＢＳＷ：Ｂｌｉｎｄ  Ｓｐｏｔ  Ｗａｒｎｉｎｇ）
【０００３】
車載用レーダ装置では、たとえば、対向車とすれ違うときや、他の車両と並走するときなどに、各車両に搭載しているレーダ装置間の電磁波が干渉するおそれがある。従って、レーダ搭載車両数が多くなるほど、干渉発生確率は高くなる。
【０００４】
干渉が発生すると、他のレーダの送信波を自車のレーダ装置が受信してしまったり、他のレーダの送信波がターゲットから反射し、その反射波を自車のレーダ装置が受信してしまったりすることで、自車のレーダ装置の検出する距離、相対速度、角度などの測定結果に誤差を生じる問題がある。
【０００５】
レーダの干渉を低減する方法として、例えば、次のような従来技術が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、変調高周波信号をスイッチングして送信アンテナから送信させるスイッチング手段を備えている。そして、レーダ装置の距離の分解能や相対速度の分解能を考慮して、レーダ装置の距離や相対速度の計測処理に必要な時間のみスイッチング手段をオンとし、それ以外の時間をオフとする送信制御を行っている。この結果、電磁波の送信時間τが送信の周期Ｔに対して小さくなるように制御し、干渉確率を低減している。
【０００６】
ところで、車載用レーダ装置は、小型・低価格化が進んでおり、小型・低価格でありながら、高機能なレーダ装置を実現するための手法として、たとえば、次のような従来技術が挙げられる（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２では、送信手段によって送信され、ターゲットに反射して戻ってきた電磁波を、一列に並んだ少なくとも３つのアンテナにて受信している。そして、受信信号選択手段が、これらのアンテナの受信信号の中から、任意の隣接する２つのアンテナから得られる一対の受信信号を選択して出力している。
【０００７】
そして、この特許文献２によれば、受信手段では、アンテナの数によらず、２つの受信信号についてのみビート信号を生成すればよい。このように、複数のアンテナの中から一部のアンテナの受信信号のみを選択して信号処理を行うことは、部品点数の削減につながるため、装置の小型・低価格化を行ううえで効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３２３００１６号公報
【特許文献２】特許第３６２７３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
３つの受信アンテナの中から２つのアンテナを選択して信号処理を行う場合でも、３つの受信アンテナすべてを一括して受信して信号処理を行う場合と同等の処理周期、および、検知性能を得るためには、同じ変調周波数幅の送信波について、各アンテナの受信信号に対して、少なくとも１回はＡ／Ｄ変換や信号処理を行う必要がある。
【００１０】
このため、各レーダ装置は、３つの受信アンテナすべてを一括して受信して信号処理を行う場合と比較して、同じ変調周波数幅の送信波（一定の変調周波数幅を持つ送信波を、以降では、送信信号と呼ぶ）を２回は送信しなければならない。従って、２倍の時間だけその周波数帯域を占有することになり、その結果、各レーダ装置の送信波同士が干渉する可能性が高くなってしまう。
【００１１】
ここで、特許文献２のようなレーダ装置に対して、干渉対策技術として、特許文献１に記載されている技術を適用することが考えられる。このような適用により、レーダ装置の距離の分解能や相対速度の分解能を考慮して、レーダ装置の距離や相対速度の計測処理に必要な時間のみスイッチング手段をオンとし、それ以外の時間をオフとする送信制御を行うことで、干渉発生確率を低減することは可能である。
【００１２】
しかしながら、特許文献２に記載のレーダ装置のように、ある送信信号によって得られる受信信号に対して、それぞれ異なる信号処理が行われる場合、例えば、ある２つのアンテナの組合せＡで受信する際に計測する角度範囲と、それ以外の２つのアンテナの組合せＢで受信する際に計測する角度範囲とが異なるような場合、実際のレーダ検知結果次第では、必ずしもアンテナの組合せＡ用の送信信号とアンテナの組合せＢ用の送信信号の両方を送信しなくても、ＣＭＢやＡＣＣなどの上位のアプリケーションに影響を与えない程度に、十分に精度良くターゲットを検知できる可能性がある。
【００１３】
また、別の例として、ある送信信号によって得られる受信信号によって計測する距離範囲Ｃと、ある送信信号によって得られる受信信号によって計測する距離範囲Ｄとが異なるような場合、実際のレーダ検知結果次第では、必ずしも距離範囲Ｃ用の送信信号と距離範囲Ｄ用の送信信号の両方を送信しなくても、ＣＭＢやＡＣＣなどの上位のアプリケーションに影響を与えない程度に、十分に精度良くターゲットを検知できる可能性がある。
【００１４】
さらに、車載用レーダ装置では、動作に必要な電力は全て車内で発電しなければならないため、消費電力の低減も重要な課題の１つである。
【００１５】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、ＣＭＢやＡＣＣなどの上位のアプリケーションに影響を与えない程度に精度良くターゲットを検出しつつ、干渉の発生確率の低減および消費電力の低減を図ることのできる車載用レーダ装置および車載用レーダ装置に適用される注目ターゲット検出方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の車載用レーダ装置は、異なるタイミングで周波数変調された複数の送信信号を送信する送信アンテナと、送信アンテナから送信された複数の送信信号がターゲットに反射して戻ってきた反射波を受信信号として受信する複数の受信アンテナと、受信信号に対応するビート信号を生成して信号処理を施すことで、ターゲットに関する距離、相対速度、方位を検出する信号処理部と、信号処理部による検出結果に基づいて、車両制御を実現するためのアプリケーションで必要となるターゲットを注目ターゲットとして検出する注目ターゲット検出部と、注目ターゲット検出部により検出された注目ターゲットの検知状態が、干渉防止のために一部の送信信号を休止してもアプリケーションに影響を与えないターゲット検出精度を維持可能な判定条件を満たすか否かを判定する注目ターゲット検知状態判定部と、注目ターゲット検知状態判定部による判定結果に基づいて、注目ターゲットの検知状態が判定条件を満たす場合には、複数の送信信号のうち、送信を休止する送信信号を選択し、注目ターゲットの検知状態が判定条件を満たさない場合には、複数の送信信号の全てを含む送信信号を選択し、選択した送信信号に応じて送信アンテナおよび受信アンテナによる送受信処理および信号処理部による信号処理を制御する制御部とを備え、注目ターゲット検知状態判定部は、注目ターゲットの検知状態として、注目ターゲットを検出した際の信号対雑音電力比、注目ターゲットの左右方向位置に関する、前回の処理周期と今回の処理周期との変化量、一定期間内での注目ターゲットの検出回数の少なくともいずれか１つを算出するものである。
【００１７】
また、本発明の車載用レーダ装置に適用される注目ターゲット検出方法は、異なるタイミングで周波数変調された複数の送信信号を送信アンテナから送信する送信ステップと、送信アンテナから送信された複数の送信信号がターゲットに反射して戻ってきた反射波を複数の受信アンテナを介して受信信号として受信する受信ステップと、受信信号に対応するビート信号を生成して信号処理を施すことで、ターゲットに関する距離、相対速度、方位を検出する信号処理ステップと、信号処理ステップによる検出結果に基づいて、車両制御を実現するためのアプリケーションで必要となるターゲットを注目ターゲットとして検出する注目ターゲット検出ステップと、注目ターゲット検出ステップにより検出された注目ターゲットの検知状態が、干渉防止のために一部の送信信号を休止してもアプリケーションに影響を与えないターゲット検出精度を維持可能な判定条件を満たすか否かを判定する注目ターゲット検知状態判定ステップと、注目ターゲット検知状態判定ステップによる判定結果に基づいて、注目ターゲットの検知状態が判定条件を満たす場合には、複数の送信信号のうち、送信を休止する送信信号を選択し、注目ターゲットの検知状態が判定条件を満たさない場合には、複数の送信信号の全てを含む送信信号を選択し、選択した送信信号に応じて送信アンテナおよび受信アンテナによる送受信処理および信号処理ステップによる信号処理を制御する制御ステップとを備え、注目ターゲット検知状態判定ステップは、注目ターゲットの検知状態として、注目ターゲットを検出した際の信号対雑音電力比、注目ターゲットの左右方向位置に関する、前回の処理周期と今回の処理周期との変化量、一定期間内での注目ターゲットの検出回数の少なくともいずれか１つを算出するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーダ装置のターゲット検知状況に応じて、電磁波である複数の送信信号のうちの一部の送信を休止するか否かをレーダ装置が判断し、レーダ装置が周波数帯域を占有する時間を短くするとともに、レーダ装置が電磁波を送信しない時間を長くすることにより、ＣＭＢやＡＣＣなどの上位のアプリケーションに影響を与えない程度に精度良くターゲットを検出しつつ、干渉の発生確率の低減および消費電力の低減を図ることのできる車載用レーダ装置および車載用レーダ装置に適用される注目ターゲット検出方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における車載用レーダ装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における受信アンテナ部を構成する各アンテナの位置関係を示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態１における送信信号に関する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるアンテナ間隔と位相モノパルス方式における測角値の関係を表す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における極座標系と直交座標系の座標変換の定義を表す概念図である。
【図６】本発明の実施の形態１における第２の送信信号を休止するように制御した場合の送信信号に関する説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２における車載用レーダ装置のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２における各観測期間の長さと変調周波数幅の定義を表す概念図である。
【図９】本発明の実施の形態２における送信信号に関する説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における第２の送信信号を休止するように制御した場合の送信信号に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の車載用レーダ装置および車載用レーダ装置に適用される注目ターゲット検出方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態１、２では、レーダ装置がＦＭＣＷレーダ装置の場合の例を示すが、本発明は、ＦＭＣＷレーダ装置以外の他のレーダ装置に対しても適用可能である。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における車載用レーダ装置のブロック図である。図１に示した本実施の形態１における車載用レーダ装置１は、制御部１０１、送信信号生成部１０２、送信アンテナ部１０３、受信アンテナ部１０４、ビート信号生成部１０５、受信切替スイッチ１０６、Ａ／Ｄ変換部１０７、信号処理部１０８、注目ターゲット検出部１０９、および注目ターゲット検知状態判定部１１０を備えて構成されている。
【００２２】
また、車載用レーダ装置１は、外部との入出力として、走行速度センサ２およびヨーレートセンサ３から入力データを取得し、車両制御部４に対して出力データを与えている。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１における受信アンテナ部１０４を構成する各アンテナＲｘ１、Ｒｘ２およびＲｘ３の位置関係を示す概念図である。本実施の形態１では、アンテナＲｘ１、Ｒｘ２間の距離をｄ１、アンテナＲｘ２、Ｒｘ３間の距離をｄ２とすると、距離ｄ１＜ｄ２の関係にあるとする。
【００２４】
次に、図１に示した車載用レーダ装置１内の各構成要素について説明する。
制御部１０１は、例えば、専用のロジック回路や、汎用のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）内のプログラム、あるいはこれらの組み合わせと、データ記憶回路（メモリ）とで構成され、車載用レーダ装置１の各構成要素の動作タイミングなどを制御する。
【００２５】
送信信号生成部１０２内のＶＣＯ１０２ａは、制御部１０１のＶＣＯ制御信号（すなわち、ＶＣＯの制御電圧）に応じて、時間的に周波数が変化するように変調された送信信号を生成する。
【００２６】
図３は、本発明の実施の形態１における送信信号に関する説明図である。より具体的には、詳細は後述する第１の送信信号および第２の送信信号を送信する場合における、変調パターン（図３（ａ））、送信休止制御信号（図３（ｂ））、Ａ／Ｄ変換対象受信アンテナと時間の関係を表す概念図（図３（ｃ））をそれぞれ示している。
【００２７】
図３（ａ）の変調パターンに示すように、送信信号には、あらかじめ設定された一定の観測期間内に、時間経過につれて送信信号の周波数が高くなるアップチャープ期間と、時間経過につれて送信信号の周波数が低くなるダウンチャープ期間とが設けられている。
【００２８】
なお、図３（ａ）に示した送信信号には、第１の受信アンテナの組合せ（Ｒｘ１、Ｒｘ２）で反射波を受信するために送信する第１の送信信号と、第２の受信アンテナの組合せ（Ｒｘ２、Ｒｘ３）で反射波を受信するために送信する第２の送信信号、の２種類の送信信号のそれぞれについて、アップチャープ期間とダウンチャープ期間が設けられている。
【００２９】
すなわち、本実施の形態１では、１つの処理周期内の送信信号に、第１の送信信号のアップチャープ期間、第１の送信信号のダウンチャープ期間、第２の送信信号のアップチャープ期間、第２の送信信号のダウンチャープ期間の４つの期間が存在している。
【００３０】
次に、送信信号生成部１０２内の送信制御アンプ１０２ｂは、図３（ｂ）に示す制御部１０１の送信休止制御信号にて、送信を休止しないように制御されている状態（すなわち、送信ＯＮ状態）においては、送信信号を既定の大きさに増幅して、送信アンテナ１０３へ入力する。
【００３１】
一方、制御部１０１の送信休止制御信号にて、送信を休止するように制御されている状態（すなわち、送信ＯＦＦ状態）においては、送信信号を送信アンテナ１０３から送信しないよう、送信制御アンプの出力を最小限まで小さくする。
【００３２】
なお、当然であるが、第１の送信信号および第２の送信信号を送信しない時間帯は、送信を休止する。送信アンテナ１０３は、送信制御アンプ１０２ｂによって規定の大きさに増幅された送信信号を、空間へ送信する。送信された電磁波は、ターゲット（図示せず）に照射され、反射した電磁波が、受信アンテナ１０４を構成する各アンテナＲｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３にて受信される。
【００３３】
各アンテナＲｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３で受信された電磁波は、受信信号としてビート信号生成部１０５の各ミキサ１０５ａ１〜１０５ａ３に入力される。各ミキサ１０５ａ１〜１０５ａ３のそれぞれは、各アンテナＲｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３を介して受信されたそれぞれの受信信号と、送信信号生成部１０２から出力され分配回路１０５ｂを介して分配入力される送信信号とから、ビート信号を生成する。
【００３４】
ビート信号は、ＢＰＦおよびアンプ１０５ｃ内の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）にて、レーダの検知に不要な低い周波数成分と、高い周波数成分が抑圧され、さらにアンプにより、規定の大きさに増幅される。
【００３５】
受信切替スイッチ１０６は、制御部１０１の受信切替信号にて制御され、受信アンテナ１０４を構成する各アンテナＲｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３のうち、図３（ｃ）に示すように、第１の送信信号に対しては第１の受信アンテナの組合せ（Ｒｘ１、Ｒｘ２）、第２の送信信号に対しては第２の受信アンテナの組合せ（Ｒｘ２、Ｒｘ３）を選択するように切り換えられる。
【００３６】
第１の送信信号を送信した場合には、Ａ／Ｄ変換部１０７は、受信切替スイッチ１０６を介して取得したＲｘ１のビート信号の電圧値およびＲｘ２のビート信号の電圧値を、制御部１０１からのＡ／Ｄ制御信号に基づいて、規定のサンプリング周波数およびサンプリング点数でＡ／Ｄ変換し、信号処理部１０８へ入力する。
【００３７】
一方、第２の送信信号を送信した場合には、Ａ／Ｄ変換部１０７は、受信切替スイッチ１０６を介して取得したＲｘ２のビート信号の電圧値およびＲｘ３のビート信号の電圧値を、制御部１０１からのＡ／Ｄ制御信号に基づいて、規定のサンプリング周波数およびサンプリング点数でＡ／Ｄ変換し、信号処理部１０８へ入力する。なお、当然であるが、送信を休止している間は、Ａ／Ｄ変換部１０７は、Ａ／Ｄ変換を実施しなくてよい。
【００３８】
信号処理部１０８は、第１の送信信号を送信した場合には、Ｒｘ１のビート信号のデジタルデータ、および、Ｒｘ２のビート信号のデジタルデータに対し、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を施すことにより、アップチャープ期間のビート周波数Ｕ１＿Ｒｘ１、Ｕ１＿Ｒｘ２を算出し、記憶する。なお、ターゲットが複数の場合は、アップチャープ期間で複数のビート周波数を抽出し、全て記憶する。
【００３９】
一方、ダウンチャープ期間の場合も同様にして、ＦＦＴによりダウンチャープ期間のビート周波数Ｄ１＿Ｒｘ１、Ｄ１＿Ｒｘ２を算出し、記憶する。なお、ターゲットが複数の場合は、ダウンチャープ期間で複数のビート周波数を抽出し、全て記憶する。
【００４０】
また、上述したビート周波数は、ビート信号のデジタルデータをＦＦＴにより周波数パワースペクトラムに変換し、パワーが極大で、かつ、あらかじめ設定されたしきい値より大きな周波数を抽出するなどして得ることができる。
【００４１】
第２の送信信号を送信した場合にも、第１の送信信号を送信した場合と同様に、Ｒｘ２のビート信号のデジタルデータ、および、Ｒｘ３のビート信号のデジタルデータに対し、ＦＦＴを施すことにより、アップチャープ期間のビート周波数Ｕ２＿Ｒｘ２、Ｕ２＿Ｒｘ３、および、ダウンチャープ期間のビート周波数Ｄ２＿Ｒｘ２、Ｄ２＿Ｒｘ３を記憶する。
【００４２】
次いで、信号処理部１０８は、第１の送信信号と第２の送信信号のそれぞれで対して得られたビート周波数を用いて、アップチャープ期間でのビート周波数とダウンチャープ期間でのビート周波数とで、公知のＦＭＣＷレーダの原理に基づき、ターゲットの距離と相対速度を算出する。
【００４３】
なお、ターゲットが複数の場合には、記憶されているダウンチャープ期間で抽出された複数のビート周波数と、記憶されているアップチャープ期間で抽出された複数のビート周波数で、あらかじめ定められた制約条件（例えば、公知であるピークパワーの大きさが近いものをペアリングする）などに基づいて、複数のターゲットについて、それぞれ、距離と相対速度を算出する。
【００４４】
次いで、信号処理部１０８は、角度候補を算出する手段にて、ターゲットの角度候補を算出する。本実施の形態１では、位相モノパルス方式で角度候補を算出する場合について説明する。
【００４５】
図２に示すように、角度θにあるターゲットからの反射波が、間隔ｄ１にて配置された２つのアンテナＲｘ１、Ｒｘ２にて同時に受信される場合を考える。この場合、各アンテナＲｘ１、Ｒｘ２にて受信される反射波の経路長の差Ｌ１、およびこの経路長の差Ｌ１に基づく位相差△φ１は、送信波の波長をλとすると、次式（１）、（２）にて表される。
Ｌ１＝ｄ１・ｓｉｎθ１                                              （１）
△φ１＝２π・（Ｌ１／λ）                                          （２）
【００４６】
この関係に基づき、次式（３）が導かれ、その結果、位相差△φ１からターゲットの角度θ１が算出できる。
θ１＝ａｓｉｎ（（△φ１・λ）／（２π・ｄ１））                    （３）
【００４７】
同様にして、間隔ｄ２にて配置された２つのアンテナＲｘ２、Ｒｘ３にて同時に受信される場合を考える。この場合も、各アンテナＲｘ２、Ｒｘ３にて受信される反射波の経路長の差Ｌ２、およびこの経路長の差Ｌ２に基づく位相差△φ２から、ターゲットの角度候補θ２が、次式（４）にて算出できる。
θ２＝ａｓｉｎ（（△φ２・λ）／（２π・ｄ２））                    （４）
【００４８】
アンテナ間隔ｄ１のアンテナの組合せ（Ｒｘ１、Ｒｘ２）から角度候補を算出するための上式（３）は、本発明における第１の角度候補算出手段の処理に相当する。また、アンテナ間隔ｄ２のアンテナの組合せ（Ｒｘ２、Ｒｘ３）から角度候補を算出するための上式（４）は、本発明における第２の角度候補算出手段の処理に相当する。
【００４９】
この第１の角度候補算出手段は、第１の送信信号のアップチャープ期間のビート周波数Ｕ１＿Ｒｘ１の複素信号、ビート周波数Ｕ１＿Ｒｘ２の複素信号から得られる位相差を用いて、角度候補θ＿Ｕ１を算出し、第１の送信信号のダウンチャープ期間のビート周波数Ｄ１＿Ｒｘ１の複素信号、ビート周波数Ｄ１＿Ｒｘ２の複素信号から得られる位相差を用いて、角度候補θ＿Ｄ１を算出する。
【００５０】
同等に、この第２の角度候補算出手段は、第２の送信信号のアップチャープ期間のビート周波数Ｕ２＿Ｒｘ２の複素信号、ビート周波数Ｕ２＿Ｒｘ３の複素信号から得られる位相差を用いて、角度候補θ＿Ｕ２を算出し、第２の送信信号のダウンチャープ期間のビート周波数Ｄ２＿Ｒｘ２の複素信号、ビート周波数Ｄ２＿Ｒｘ３の複素信号から得られる位相差を用いて、角度候補θ＿Ｄ２を算出する。
【００５１】
ただし、各アンテナＲｘ１、Ｒｘ２およびＲｘ３で受信される反射波の経路長の差から得られる位相差は、−π〜＋πの範囲内である。このため、上述した計算によって算出できる角度候補の範囲は、アンテナ間隔ｄ１およびｄ２に依存し、また、角度候補は、１つとは限らない。
【００５２】
一例として、レーダ装置の要求する検知範囲が±２０ｄｅｇの範囲内であり、波長λ＝３．９２ｍｍ（搬送波の中心周波数Ｆ＝７６．５ＧＨｚ）、アンテナ間隔ｄ１＝２．７ｍｍ、ｄ２＝１３．５ｍｍの場合についての処理を、以下に説明する。
【００５３】
図４は、本発明の実施の形態１におけるアンテナ間隔と位相モノパルス方式における測角値の関係を表す図である。より具体的には、アンテナ間隔が２．７ｍｍの場合と、アンテナ間隔が１３．５ｍｍの場合の、実際にターゲットが存在する角度と位相モノパルス方式における測角値の関係を示している。
【００５４】
図４に示すとおり、アンテナ間隔が２．７ｍｍの場合、角度が±４５ｄｅｇ付近より広角になると、位相差が±πの範囲を超えて位相が折りかえってしまい、正しい角度が測定できていないことがわかる。そして、±９０ｄｅｇ付近のターゲットが±２５ｄｅｇ付近に折りかえって測定されるおそれがあることを考慮すると、アンテナ間隔が２．７ｍｍで誤りなく測定できる角度範囲は、±２５ｄｅｇ程度の範囲内となる。
【００５５】
一方で、アンテナ間隔が１３．５ｍｍの場合、±８ｄｅｇの範囲で折りかえってしまい、±８ｄｅｇより広角では正しい角度が測定できていないことがわかる。この場合、たとえ測角値として０ｄｅｇという結果が得られたとしても、ターゲットの角度が本当に０ｄｅｇなのか、それとも他の角度（たとえば＋１７ｅｇ付近）なのかを判別することができない。
【００５６】
前述の通り、レーダ装置の要求する検知範囲は、±２０ｄｅｇであるので、第１の角度候補算出手段における角度候補は、±２０ｄｅｇの範囲で１つだけ得られ、±２０ｄｅｇを超える角度候補は、破棄する。
【００５７】
一方で、第２の角度候補算出手段における角度候補は、±２０ｄｅｇの範囲内で３つ以下となる（たとえば、−１７ｄｅｇ、０ｄｅｇ、＋１７ｄｅｇの３つの角度候補）。ここでは、一例として、アンテナ間隔ｄ２＝１３．５ｍｍの場合を示したが、ｄ２＞１３．５ｍｍの場合、角度候補の数は、さらに増加する。
【００５８】
なお、本実施の形態１では、第１のアンテナの組合せ（Ｒｘ１、Ｒｘ２）で角度候補を算出した場合に、レーダ装置の要求する検知範囲内（たとえば、±２０ｄｅｇの範囲内）で、前述の角度の折り返しがなく、角度候補をただ１つだけ算出できるように設計されていることとする。
【００５９】
次いで、信号処理部１０８は、第１の角度候補計測手段および第２の角度候補計測手段のそれぞれによって計測されたターゲットの角度候補を組み合わせて、ターゲットの角度を算出する。具体的には、アンテナ間隔ｄ２で得られる角度候補θ＿Ｕ２（または角度候補θ＿Ｄ２）の中から、アンテナ間隔ｄ１で得られる角度候補θ＿Ｕ１（または角度候補θ＿Ｄ１）に最も近い角度候補を選択し、選択されたアンテナ間隔ｄ２の角度をターゲットの角度θとする。
【００６０】
一般に、アンテナ間隔が狭いほど雑音による影響を受けやすい。このため、アンテナ間隔ｄ１で得られる角度を用いてアンテナ間隔ｄ２（＞ｄ１）で得られる角度の候補の中から１つの角度候補を選択することで、ターゲットの角度θをより高い精度で測定できる。
【００６１】
なお、同じアンテナ間隔で算出された角度である角度θ＿Ｕ１および角度θ＿Ｄ１や、角度候補θ＿Ｕ２および角度候補θ＿Ｄ２は、それぞれ平均化してもよい。
【００６２】
次いで、信号処理部１０８は、ターゲットの距離Ｄｓｔ、相対速度Ｖｒｅｌ、角度θの測定結果に対して、極座標から直交座標への座標変換を行う。図５は、本発明の実施の形態１における極座標系と直交座標系の座標変換の定義を表す概念図である。信号処理部１０８は、この図５に示すように、次式（５）〜（７）により、少なくとも、ターゲットの左右方向位置Ｘ、前後方向位置Ｙ、前後方向相対速度Ｖｙを算出する。
Ｙ＝Ｄｓｔ×ｃｏｓθ                                                （５）
Ｘ＝Ｄｓｔ×ｓｉｎθ                                                （６）
Ｖｙ＝Ｖｒｅｌ÷ｃｏｓθ                                            （７）
【００６３】
なお、レーダ装置では、周囲の環境やマルチパスによる電力の変動などにより、一時的にターゲットの反射波が弱くなったり、検出されなくなったりする場合がある。このため、検出しているターゲットについて、時系列で相関を取り、ターゲットの左右方向位置Ｘ、前後方向位置Ｙ、前後方向相対速度Ｖｙなどの測定結果を、前回処理周期の検出結果と平滑化するなどして、検出精度の向上を図るような構成としてもよい。
【００６４】
なお、図５では、レーダ装置が自車の前方中央を原点として、レーダ装置の搭載位置がこの原点であり、かつ、レーダ装置の０ｄｅｇが自車の前方正面と一致するように搭載される場合について説明した。しかしながら、レーダ装置の搭載位置が原点に対してオフセットしている場合や、レーダ装置の搭載角度が自車の前方正面に対して回転している場合（すなわち、自車の後側方にレーダが搭載されているような場合）などには、その搭載位置や搭載角度を考慮して極座標から直交座標への座標変換を行う。
【００６５】
次いで、注目ターゲット検出部１０９は、車両制御部４での各種アプリケーションにて車両制御や各種警報をするために必要となるターゲットを、注目ターゲットとして抽出する。
【００６６】
例えば、車両制御部４がＡＣＣやＣＭＢなどのように前方用のアプリケーションを用いている場合、注目ターゲット検出部１０９は、走行速度センサ２やヨーレートセンサ３からの入力データにより、自車の進行方向を推定し、自車線内に存在するターゲットのうち、最も自車に近いターゲットを注目ターゲットとして選択する。
【００６７】
また、車両制御部４がＢＳＷのように後側方用のアプリケーションを用いている場合、注目ターゲット検出部１０９は、走行速度センサ２やヨーレートセンサ３からの入力データにより、自車の進行方向を推定し、自車が車線変更をしようとしている方向の車線に存在するターゲットのうち、最も自車に近いターゲットを注目ターゲットとして選択する。
【００６８】
注目ターゲットは、対象とするアプリケーションや車両制御システムの仕様によって異なるため、アプリケーションによっては、複数選択してもよい。また、本実施の形態１では、走行速度センサ２とヨーレートセンサ３のみを、注目ターゲット抽出のためのセンサとして記載したが、アプリケーションの仕様に合わせて、注目ターゲットを抽出するために必要なセンサ類は、適宜追加される。
【００６９】
注目ターゲット検知状態判定部１１０は、注目ターゲットの横位置の変化量、信号対雑音電力比、追尾成立回数などを評価する。そして、注目ターゲット検知状態判定部１１０は、これらの評価結果に基づいて、注目ターゲットの検知状態が安定しており、第２の送信信号の送信を休止しても各種アプリケーションの車両制御や警報に影響を与えないと判断した場合、制御部１０１が第２の送信信号の送信を休止するように制御する。
【００７０】
前述のように、アンテナ間隔が狭いほど、測角値は雑音による影響を受けやすい。しかしながら、注目ターゲットの状態が十分に安定していれば、第２の送信信号を送信せずに、アンテナ間隔ｄ２で得られる角度を算出しなくても、レーダ装置による検出結果は、各種アプリケーションの車両制御や警報に影響を与えない程度に抑えられる。
【００７１】
ここで、本実施の形態１では、注目ターゲットの状態が安定しているか否かを判断する指標として、左右方向位置の変化量ΔＸ、信号対雑音電力比ＳＮＲ、追尾成立回数Ｎｔｒｋを用いる場合について説明する。
【００７２】
まず始めに、左右方向位置の変化量ΔＸは、前回の処理周期で検出したターゲットの左右方向位置Ｘｐｒｅと、今回の処理周期で検出したターゲットの左右方向位置Ｘｎｏｗの差を表している。このため、注目ターゲット検知状態判定部１１０は、
｜左右方向位置の変化量ΔＸ｜＜左右方向位置の変化量閾値ΔＸｔｈ
の条件を満たしていれば、制御部１０１が第２の送信信号を停止するように制御する。
【００７３】
前述のように、アンテナ間隔が狭いほど、測角値は雑音による影響を受けやすい。しかしながら、注目ターゲットの左右方向位置Ｘの変化量が十分に小さければ、第２の送信信号を送信せずに、アンテナ間隔ｄ２で得られる角度を算出しなくても、レーダ装置による検出結果は、各種アプリケーションの車両制御や警報に影響を与えない程度に抑えられる。
【００７４】
なお、ここでは前回の処理周期で検出したターゲットの左右方向位置Ｘｐｒｅと、今回の処理周期で検出したターゲットの左右方向位置Ｘｎｏｗの差を左右方向位置の変化量ΔＸとした。しかしながら、本発明は、この例に限定されることなく、過去数周期分の左右方向位置Ｘの分散などから注目ターゲットの左右方向位置の変化量ΔＸを算出するようにしてもよい。
【００７５】
次に、信号対雑音電力比ＳＮＲは、ターゲットを検出した際のビート周波数Ｕ１＿Ｒｘ１などの各ビート周波数の電力が、雑音電力に対して十分に大きいか否かを表す指標である。前述のように、アンテナ間隔が狭いほど、測角値は雑音による影響を受けやすい。しかしながら、信号対雑音電力比ＳＮＲが十分に大きければ、アンテナ間隔が狭くても、十分に精度よく角度を測定できる。
【００７６】
このため、
信号対雑音電力比ＳＮＲ＞信号対雑音電力比閾値ＳＮＲｔｈ
の条件を満たしていれば、第２の送信信号を送信せずに、アンテナ間隔ｄ２で得られる角度を算出しなくても、レーダ装置による検出結果は、各種アプリケーションの車両制御や警報に影響を与えない程度に抑えられる。
【００７７】
次に、追尾成立回数Ｎｔｒｋは、検出している注目ターゲットについて、過去Ｎｔｒｋｍａｘ周期分だけ時系列で相関を取り、自車速度などを加味して、毎回の周期にわたって、同一のターゲットを検出した回数である。
【００７８】
たとえば、前回周期に検出したターゲットに対し、一定の左右方向位置、前後方向位置、前後方向相対速度の範囲内におさまっているターゲットが今回周期の検出結果の中に存在したとする。この場合には、注目ターゲット検知状態判定部１１０は、前回周期に検出したターゲットと今回周期に検出したターゲットが同一のターゲットであると判定して、追尾成立回数Ｎｔｒｋに１加算する。ここで、Ｎｔｒｋ＝Ｎｔｒｋｍａｘの場合、過去Ｎｔｒｋｍａｘ周期にわたって、注目ターゲットは検出され続けたことを意味する。
【００７９】
レーダ装置においては、周囲の環境やマルチパスによる影響などにより、必ずしも毎回の周期で同様にターゲットを検出できるわけではない。例えば、一時的に反射波の強度が弱まるなどして、レーダ装置で検出できない場合や、角度が大きくずれてしまい、前記左右方向位置、前後方向位置、前後方向相対速度の範囲内におさまらずに、同定が成立しないことがある。
【００８０】
一般に、レーダ装置では、一時的に同定が成立しなかった場合には、過去の処理周期で検出したターゲットの距離や相対速度などから、今回周期のターゲットの距離や相対速度を予測して、検出結果を補完している。一方、同定が成立した場合には、前回処理周期の検出結果などと平滑化するなどして検出精度の向上を図っている。
【００８１】
すなわち、
追尾成立回数Ｎｔｒｋ＞追尾成立回数閾値Ｎｔｒｋｔｈ
の条件を満たしていれば、連続した処理周期にわたって、ターゲットを同定し続けることができ、検出結果はほぼ毎回の周期にわたって平滑化されているので、安定してターゲットを検出できているといえる。この結果、本実施の形態１における車載用レーダ装置は、第２の送信信号を送信せずに、アンテナ間隔ｄ２で得られる角度を算出しなくても、安定してターゲットを検出できる。
【００８２】
なお、左右方向位置の変化量閾値ΔＸｔｈ、信号対雑音電力比閾値ＳＮＲｔｈ、追尾成立回数Ｎｔｒｋｔｈは、対象とするアプリケーションの要求に応じて適切に設定する。また、左右方向位置の変化量ΔＸ、信号対雑音電力比ＳＮＲ、追尾成立回数Ｎｔｒｋｔｈの条件は、例えば、
（｜左右方向位置の変化量ΔＸ｜＜左右方向位置の変化量閾値ΔＸｔｈ
かつ追尾成立回数Ｎｔｒｋ＞追尾成立回数閾値Ｎｔｒｋｔｈ）
のように、それぞれ組み合わせて使用してもよい。
【００８３】
図６は、本発明の実施の形態１における第２の送信信号を休止するように制御した場合の送信信号に関する説明図である。より具体的には、制御部１０１が第２の送信信号の送信を休止するように制御した場合における、変調パターン（図６（ａ））、送信休止制御信号（図６（ｂ））、Ａ／Ｄ変換対象受信アンテナと時間の関係を表す概念図（図６（ｃ））をそれぞれ示している。
【００８４】
以上のように、実施の形態１によれば、ターゲットの検知状態の安定度を評価した結果に応じて第２の送信信号を送信するか否かを判断している。これにより、アプリケーション側が要求するレーダ装置の検出性能を満足しつつ、レーダ装置が電磁波を送信する頻度を減らすことができる。この結果として、他のレーダ装置との干渉の発生確率を低減するとともに、消費電力を低減することのできる車載用レーダ装置を得ることができる。
【００８５】
ここで、本実施の形態１の場合において、処理周期をＴｐｒｏｃ、第１の送信信号の送信時間をｔ１、第２の送信信号の送信時間をｔ２とすると、第１の送信信号も第２の送信信号も送信する際の干渉発生確率Ｐｃｏｌは、
Ｐｃｏｌ＝（ｔ１＋ｔ２）／Ｔｐｒｏｃ
で表される。
【００８６】
これに対して、第２の送信信号を休止するように制御した際の干渉発生確率Ｐｃｏｌは、
Ｐｃｏｌ＝ｔ１／Ｔｐｒｏｃ
となる。従って、ｔ１＝ｔ２の場合は、干渉の発生確率を半分まで低減させることができることとなる。
【００８７】
なお、本実施の形態１では、第１の送信信号のアップチャープ期間、第１の送信信号のダウンチャープ期間、第２の送信信号のアップチャープ期間、第２の送信信号のダウンチャープ期間の４つの期間を持つ変調パターンを例に挙げた。しかしながら、本発明は、この例に限定されることなく、Ｒｘ１とＲｘ２で反射波を受信するために送信する第１の送信信号と、Ｒｘ２とＲｘ３で反射波を受信するために送信する第２の送信信号とが、異なる時間帯に送信される構成であれば、必ずしもすべての送信信号について、アップチャープ期間とダウンチャープ期間の双方を設ける必要はなく、アップチャープ期間のみ、または、ダウンチャープ期間のみ、という構成でもよい。
【００８８】
また、本実施の形態１では、Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３の３つのアンテナの中から、２つの受信アンテナを選択して受信信号を生成する構成を例として挙げた。しかしながら、本発明は、この例に限定されることなく、アンテナの数ＮＡＮＴに対し、受信切替スイッチ１０６で選択するアンテナの数が（ＮＡＮＴ−１）以下であり、かつ、異なる時間帯に送信される第１の送信信号と、第２の送信信号に対する反射波を受信する際のアンテナの組合せが異なるように構成されていれば、アンテナ数ＮＡＮＴは、４以上でもよい。
【００８９】
また、本実施の形態１では、第１の送信信号と第２の送信信号の２回分の送信信号のみが存在する場合を例に挙げた。しかしながら、本発明は、この例に限定されることなく、異なる時間帯に送信される各送信信号に対する反射波を受信する際のアンテナの組合せが、すべて異なるように設定されていれば、送信信号は、３回分以上用意してもよい。
【００９０】
このように送信信号の数が３回分以上の場合には、送信を休止する送信信号は、アプリケーション側が要求するレーダ装置の検出性能を満足するように、３回の送信信号のうち、少なくとも１回分以上の送信信号を休止する構成とする。
【００９１】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２における車載用レーダ装置のブロック図である。図７に示した本実施の形態２における車載用レーダ装置５は、制御部５０１、送信信号生成部５０２、送信アンテナ部５０３、受信アンテナ部５０４、ビート信号生成部５０５、Ａ／Ｄ変換部５０７、信号処理部５０８、注目ターゲット検出部５０９、および注目ターゲット検知状態判定部５１０を備えて構成されている。
【００９２】
実施の形態２において、送信アンテナ部５０３、受信アンテナ部５０４、ビート信号生成部５０５、Ａ／Ｄ変換部５０７動作および役割は、それぞれ、先の実施の形態１における送信アンテナ部１０３、受信アンテナ部１０４、ビート信号生成部１０５、Ａ／Ｄ変換部１０７と同じである。そこで、以下の説明では、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００９３】
本実施の形態２では、送信信号生成部５０２において、送信信号として、第１の距離範囲用から第Ｍ（Ｍは、２以上の整数）の距離範囲用までＭ種類の距離範囲ごとに、時間的に周波数が高くなるアップチャープ期間と時間的に周波数が低くなるダウンチャープ期間を設けている。
【００９４】
ここで、ＦＭＣＷレーダの原理に基づき、距離範囲の変え方について説明する。図８は、本発明の実施の形態２における各観測期間の長さＴと変調周波数幅Ｂの定義を表す概念図である。図８に示すように、各観測期間の長さ（すなわち、アップチャープ期間およびダウンチャープ期間のそれぞれの長さ）をＴ、変調周波数幅をＢと定義し、搬送波の中心周波数をＦ、電磁波の速度をＣとする。
【００９５】
この場合、距離がＤｓｔ、相対速度がＶｒｅｌ（接近時にマイナス値と定義）のターゲットについて、アップチャープ期間Ｔで観測されるビート周波数Ｕは、
Ｕ＝−｛（２×Ｂ）／（Ｃ×Ｔ）｝×Ｄｓｔ−｛（２×Ｆ）／Ｃ｝×Ｖｒｅｌ
ダウンチャープ期間Ｔで観測されるビート周波数Ｄは、
Ｄ＝｛（２×Ｂ）／（Ｃ×Ｔ）｝×Ｄｓｔ−｛（２×Ｆ）／Ｃ｝×Ｖｒｅｌ
で表される。
【００９６】
ＦＦＴでは、その離散周波数幅Δｆ（刻み）は、観測期間Ｔにより
Δｆ＝１／Ｔ
で表される。
【００９７】
従って、観測期間ＴのサンプルデータＮ個（ただし、Ｎは２のべき乗）をＦＦＴした場合、得られる周波数の範囲は
−（Ｎ／２）×（１／Ｔ）〜（Ｎ／２−１）×（１／Ｔ）
である。
【００９８】
ここで、アップチャープ期間Ｔのビート周波数が、上記マイナス値側の限界周波数になる最大距離ＤｓｔＭＵは、
−（Ｎ／２）×（１／Ｔ）
＝−｛（２×Ｂ）／（Ｃ×Ｔ）｝×ＤｓｔＭＵ−｛（２×Ｆ）／Ｃ｝×Ｖｒｅｌ
の式変形により、
ＤｓｔＭＵ＝｛（Ｃ×Ｎ）／（４×Ｂ）｝−｛（Ｔ×Ｆ）／Ｂ｝×Ｖｒｅｌ
となる。そして、第１項、第２項の両方に含まれる変調周波数幅Ｂを変えることで、ＦＦＴで得られる周波数範囲内における最大距離ＤｓｔＭＵを変えることができる。
【００９９】
同様に、ダウンチャープ期間Ｔのビート周波数が、上記プラス値側の限界周波数になる最大距離ＤｓｔＭＤは、
（Ｎ／２−１）×（１／Ｔ）
＝｛（２×Ｂ）／（Ｃ×Ｔ）｝×ＤｓｔＭＤ−｛（２×Ｆ）／Ｃ｝×Ｖｒｅｌ
の式変形により、
ＤｓｔＭＤ＝｛Ｃ／（２×Ｂ）｝×（Ｎ／２−１）＋｛（Ｔ×Ｆ）／Ｂ｝×Ｖｒｅｌ
となる。そして、第１項、第２項の両方に含まれる変調周波数幅Ｂを変えることで、ＦＦＴで得られる周波数範囲内における最大距離ＤｓｔＭＤを変えることができる。
【０１００】
ただし、一般に測定すべきターゲットの相対速度Ｖｒｅｌは、マイナス値からプラス値に渡って幅を有するので、その相対速度範囲内で得られる上記ＤｓｔＭＵ、ＤｓｔＭＤのうち、最小値を運用上の最大距離とする。
【０１０１】
上記を踏まえ、複数の観測期間ごとで異なる変調周波数幅Ｂを設けることにより、ＦＦＴにより周波数が得られる距離範囲を観測期間ごとに複数設定できる。以下では、複数として、Ｍ＝２の場合を例として説明する。
【０１０２】
図９は、本発明の実施の形態２における送信信号に関する説明図である。より具体的には、詳細は後述する第１の送信信号および第２の送信信号を送信する場合における、変調パターン（図９（ａ））、送信休止制御信号（図９（ｂ））、Ａ／Ｄ変換対象受信アンテナと時間の関係を表す概念図（図９（ｃ））をそれぞれ示している。
【０１０３】
図９（ａ）の変調パターンに示すように、送信信号には、あらかじめ設定された一定の観測期間内に、第１の送信信号に対して、第１の距離範囲用アップチャープ期間および第１の距離範囲用ダウンチャープ期間、第２の送信信号に対して、第２の距離範囲用アップチャープ期間および第２の距離範囲用ダウンチャープ期間が設けけられている。
【０１０４】
ただし、
第１の距離範囲における最大距離＜第２の距離範囲における最大距離
の関係が成立するように、第１の距離範囲用の変調周波数幅Ｂ１と、第２の距離範囲用の変調周波数幅Ｂ２が設定されているものとする。
【０１０５】
信号処理部５０８は、入力されたビート信号のデジタルデータに対し、実施の形態１の信号処理部１０８と同様にして、第１の送信信号におけるアップチャープ期間のビート周波数、第１の送信信号におけるダウンチャープ期間のビート周波数、第２の送信信号におけるアップチャープ期間のビート周波数、第２の送信信号におけるダウンチャープ期間のビート周波数をそれぞれ抽出し、ターゲットの距離、相対速度、角度を算出する。
【０１０６】
注目ターゲット検出部５０９は、実施の形態１の注目ターゲット検出部１０９と同様に、注目ターゲットを抽出する。さらに、注目ターゲット検知状態判定部５１０は、注目ターゲットの存在する距離範囲を確認し、注目ターゲットが第１の距離範囲に存在するか、第２の距離範囲に存在するかを確認する。
【０１０７】
そして、注目ターゲット検知状態判定部５１０は、注目ターゲットが第１の距離範囲に存在する場合には、制御部５０１にて、第２の送信信号を休止するように制御し、注目ターゲットが第２の距離範囲に存在する場合には、制御部５０１にて、第１の送信信号を休止するように制御する。なお、第１の距離範囲と第２の距離範囲の境界値付近の場合は、第１の送信信号と第２の送信信号の両方を送信するようにしてもよい。
【０１０８】
図１０は、本発明の実施の形態２における第２の送信信号を休止するように制御した場合の送信信号に関する説明図である。より具体的には、制御部５０１が第２の送信信号の送信を休止するように制御した場合における、変調パターン（図１０（ａ））、送信休止制御信号（図１０（ｂ））、Ａ／Ｄ変換対象受信アンテナと時間の関係を表す概念図（図１０（ｃ））をそれぞれ示している。
【０１０９】
なお、本実施の形態２では、ＦＦＴにより周波数が得られる距離範囲Ｍとして、Ｍ＝２の場合を例に挙げた。しかしながら、本発明は、この例に限定されることなく、Ｍは３以上でもよい。Ｍが３以上の場合、送信を休止する送信信号は、アプリケーション側が要求するレーダ装置の検出性能を満足するように、Ｍ回の送信信号のうち、少なくとも１回分以上の送信信号を休止する構成とする。
【０１１０】
以上のように、実施の形態２によれば、ターゲットの検知状態の距離範囲を評価した結果に応じて第２の送信信号を送信するか否かを判断している。これにより、アプリケーション側が要求するレーダ装置の検出性能を満足しつつ、レーダ装置が電磁波を送信する頻度を減らすことができる。この結果として、他のレーダ装置との干渉の発生確率を低減するとともに、消費電力を低減することのできる車載用レーダ装置を得ることができる。
【０１１１】
なお、本発明を実施するための形態として、実施の形態１と実施の形態２の２つを示したが、２つの実施の形態を組み合わせてもよい。例えば、次のような条件で第１から第４の送信信号を送信するような車載用レーダ装置を構成し、アプリケーション側が要求するレーダ装置の検出性能を満足するように、第１から第４の少なくとも１つの送信信号を休止するように制御することが挙げられる。
【０１１２】
・受信アンテナの数＝３、受信アンテナを選択する数＝２、距離範囲Ｍ＝２とする。
・第１の距離範囲用であり、かつ、第１の受信アンテナの組合せ（Ｒｘ１、Ｒｘ２）で反射波を受信するために送信する第１の送信信号において、アップチャープ期間およびダウンチャープ期間を設定する。
・第１の距離範囲用であり、かつ、第２の受信アンテナの組合せ（Ｒｘ２、Ｒｘ３）で反射波を受信するために送信する第２の送信信号において、アップチャープ期間およびダウンチャープ期間を設定する。
・第２の距離範囲用であり、かつ、第１の受信アンテナの組合せ（Ｒｘ１、Ｒｘ２）で反射波を受信するために送信する第３の送信信号において、アップチャープ期間およびダウンチャープ期間を設定する。
・第２の距離範囲用であり、かつ、第２の受信アンテナの組合せ（Ｒｘ２、Ｒｘ３）で反射波を受信するために送信する第４の送信信号において、アップチャープ期間およびダウンチャープ期間を設定する。
【符号の説明】
【０１１３】
１  車載用レーダ装置、２  走行速度センサ、３  ヨーレートセンサ、４  車両制御部、５  車載用レーダ装置、１０１  制御部、１０２  送信信号生成部、１０２ａ  ＶＯＣ、１０２ｂ  送信制御アンプ、１０３  送信アンテナ部、１０４  受信アンテナ部、１０５  ビート信号生成部、１０５ａ  各ミキサ、１０５ｂ  分配回路、１０５ｃ  アンプ、１０６  受信切替スイッチ、１０７  Ａ／Ｄ変換部、１０８  信号処理部、１０９  注目ターゲット検出部、１１０  注目ターゲット検知状態判定部、５０１  制御部、５０２  送信信号生成部、５０２ａ  ＶＯＣ、５０２ｂ  送信制御アンプ、５０３  送信アンテナ部、５０４  受信アンテナ部、５０５  ビート信号生成部、５０５ａ  各ミキサ、５０５ｂ  分配回路、５０５ｃ  アンプ、５０７  Ａ／Ｄ変換部、５０８  信号処理部、５０９  注目ターゲット検出部、５１０  注目ターゲット検知状態判定部。
【要約】
【課題】干渉の発生確率を低減し、精度良くターゲットを検知するとともに、消費電力の低減を図る。
【解決手段】送信アンテナ（１０３）と、複数の受信アンテナ（１０４）と、受信信号に対応するビート信号を生成して信号処理を施すことで、ターゲットを検出する信号処理部（１０８）と、信号処理部による検出結果に基づいて注目ターゲットを検出する注目ターゲット検出部（１０９）と、注目ターゲットの検知状態があらかじめ決められた判定条件を満たすか否かを判定する注目ターゲット検知状態判定部（１１０）と、注目ターゲットの検知状態が判定条件を満たす場合には、複数の送信信号のうち、送信を休止する送信信号を選択し、選択した送信信号に応じて送信アンテナおよび受信アンテナによる送受信処理および信号処理部による信号処理を制御する制御部（１０１）とを備える。
【選択図】図１【図１】
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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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【図９】
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【図１０】
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