(57)【要約】【課題】物標に関する情報が実際には存在しないゴーストの情報か否かを正確に判定する技術を提供する。【解決手段】  第１周波数に存在するピーク信号の周波数から、複数のピーク信号の中で選択された１つの選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在するか否かを判定し、特定ピーク信号が存在する場合に、選択ピーク信号に対応する物標情報をレーダ装置の出力対象から除外する。これにより、選択ピーク信号が実際には存在しない物標に対応するゴーストのピーク信号か否かを正確に判定でき、本来は制御対象ではない物標情報のレーダ装置からの出力を防止できる。【選択図】図２
2014106120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号から生成されるビート信号をＦＦＴ処理して抽出されたピーク信号から少なくとも前記物標の位置情報を含む物標情報を導出するレーダ装置であって、
第１周波数に存在する前記ピーク信号の周波数から、複数の前記ピーク信号の中で選択された１つの選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在するか否かを判定する判定手段と、
前記特定ピーク信号が存在する場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象から除外する除外手段と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記特定ピーク信号の周波数から所定周波数の第２周波数に対して折り返した周波数に応じて、前記特定ピーク信号の信号レベルの値を所定倍する補正手段をさらに備え、
前記除外手段は、前記選択ピーク信号の信号レベルの値と補正後の前記特定ピーク信号の信号レベルの値とが所定の関係を満たす場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象から除外すること、
を特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーダ装置であって、
前記レーダ装置の出力対象となる物標に対応するピーク信号の上限周波数までの周波数を含む周波数領域である第１領域と、前記上限周波数よりも高い周波数で前記レーダ装置の出力対象とはならない物標に対応するピーク信号の周波数を含む周波数領域である第２領域との前記ビート信号の信号レベルの値を有し、前記ＦＦＴ処理により導出されるＦＦＴデータを取得する取得手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記ＦＦＴデータを用いて前記特定ピーク信号の存在の有無を判定すること、
を特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーダ装置であって、
前記第１周波数は、前記第２領域の周波数であること、
を特徴とするレーダ装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載のレーダ装置であって、
前記送信波は、一の送信期間と他の送信期間とで異なるビームパターンで出力され、
前記取得手段は、前記一の送信期間および前記他の送信期間に対応する複数の期間の前記第１領域のみの前記ＦＦＴデータと、前記一の送信期間および他の送信期間のいずれか一方の期間に対応する前記ＦＦＴデータとを取得すること、
を特徴とするレーダ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレーダ装置であって、
前記取得手段は、前記一の送信期間および前記他の送信期間のいずれか一方の期間に対応する半周期分の前記ＦＦＴデータを取得すること、
を特徴とするレーダ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のレーダ装置であって、
前記除外手段は、今回の処理を含む以降の所定回数の処理において、前回の処理で出力対象から除外された前記物標と同一の物標に対応する特定ピーク信号が存在しないと前記判定手段により判定された場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象とすること、
を特徴とするレーダ装置。
【請求項８】
周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号から生成されるビート信号をＦＦＴ処理して抽出されたピーク信号から少なくとも前記物標の位置情報を含む物標情報を導出する信号処理方法であって、
第１周波数に存在する前記ピーク信号の周波数から、複数の前記ピーク信号の中で選択された１つの選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在するか否かを判定する工程と、
前記特定ピーク信号が存在する場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象から除外する工程と、
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物標の導出における信号処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に備えられたレーダ装置は、送信アンテナから送信波を射出し、射出された送信波を反射する物標からの反射波を受信アンテナで受信して、車両（レーダ装置）に対する物標の位置情報等の物標情報を導出していた。そして、レーダ装置は導出した物標情報を車両に搭載された車両制御装置に出力していた。レーダ装置から物標情報の入力を受けた車両制御装置は、例えば、自車線内で車両前方を車両と同方向に移動する物標である前方車両を追従走行するＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）の制御を行っていた。また、車両制御の別の例として車両制御装置は、車両と、自車線に隣接する隣接車線内で車両の移動方向と逆方向に移動する隣接車両とが衝突する可能性がある場合に、警報器を用いて車両のユーザに警告音を発する等のＰＣＳ（Pre-Crash Safety System）の制御を行っていた。
【０００３】
ここで、車両制御装置がＡＣＣやＰＣＳ等の制御を行う場合に、制御対象となる物標は車両からの所定の範囲内（例えば、車両からの距離が0〜200ｍ以内）に存在する物標である。そして制御対象となる物標の情報は、具体的にはレーダ装置の信号処理部が行う以下のような処理で導出される。信号処理部は、物標からの反射波に対応する受信信号から生成されるビート信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理する。このＦＦＴ処理によりビート信号の周波数ごとの信号レベルを示すデータ（以下、「ＦＦＴデータ」という。）が取得される。ＦＦＴデータは例えば、周波数が0〜1023BIN（1BINは、約468Hz）までの各BINのビート信号のレベルの値を有するデータである。そして、信号処理部は、物標の相対速度の範囲内で車両から0〜200ｍの距離に相当する周波数（0〜700BIN）のデータの中から所定の信号レベルを超える信号（以下、「ピーク信号」という。）を抽出し、ピーク信号に基づいて物標の物標情報を導出していた。つまり、信号処理部は、車両から200ｍ以上の距離に対応する周波数701〜1023BINのデータは車両制御の物標情報としては用いないため、ＦＦＴ処理後、取得したＦＦＴデータのうちの周波数701〜1023BINのデータを削除していた。なお、本発明と関連する技術を説明する資料としては特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２２６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば1023BINを超えた周波数（例えば、1187BIN）に相当する距離（例えば、車両から約461m）にトラック等の比較的反射波の信号レベルの値の高い物標である強反射物が存在する場合、以下の原理で実際には存在しない物標であるゴーストのピーク信号（以下、「ゴーストピーク」という。）が、ＦＦＴデータの0〜700BINの周波数領域内に発生する場合があった。具体的には、強反射物の受信信号とレーダ装置の電源回路のＤＣ-ＤＣコンバータのスイッチングノイズ（例えば、1023BINの周波数にピーク信号として現れるノイズ）との干渉（相互変調）により、ＦＦＴデータの700BIN以下の周波数（例えば、164BIN）にゴーストピークが発生し、その周波数に相当する距離（例えば、車両から約60m）に物標情報が導出される場合があった。
【０００６】
その結果、ゴーストピークの物標情報がレーダ装置から車両制御装置に出力され、車両制御装置がＡＣＣ制御やＰＣＳ制御等を行うことで、本来必要のない車両制御が行われるときがあった。
【０００７】
本発明は、物標に関する情報が実際には存在しないゴーストの情報か否かを正確に判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号から生成されるビート信号をＦＦＴ処理して抽出されたピーク信号から少なくとも前記物標の位置情報を含む物標情報を導出するレーダ装置であって、第１周波数に存在する前記ピーク信号の周波数から、複数の前記ピーク信号の中で選択された１つの選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在するか否かを判定する判定手段と、前記特定ピーク信号が存在する場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象から除外する除外手段と、を備える。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のレーダ装置であって、前記特定ピーク信号の周波数から所定周波数の第２周波数に対して折り返した周波数に応じて、前記特定ピーク信号の信号レベルの値を所定倍する補正手段をさらに備え、前記除外手段は、前記選択ピーク信号の信号レベルの値と補正後の前記特定ピーク信号の信号レベルの値とが所定の関係を満たす場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象から除外する。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のレーダ装置であって、前記レーダ装置の出力対象となる物標に対応するピーク信号の上限周波数までの周波数を含む周波数領域である第１領域と、前記上限周波数よりも高い周波数で前記レーダ装置の出力対象とはならない物標に対応するピーク信号の周波数を含む周波数領域である第２領域との前記ビート信号の信号レベルの値を有し、前記ＦＦＴ処理により導出されるＦＦＴデータを取得する取得手段をさらに備え、前記判定手段は、前記ＦＦＴデータを用いて前記特定ピーク信号の存在の有無を判定する。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載のレーダ装置であって、前記第１周波数は、前記第２領域の周波数である。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項３または４に記載のレーダ装置であって、前記送信波は、一の送信期間と他の送信期間とで異なるビームパターンで出力され、前記取得手段は、前記一の送信期間および前記他の送信期間に対応する複数の期間の前記第１領域のみの前記ＦＦＴデータと、前記一の送信期間および他の送信期間のいずれか一方の期間に対応する前記ＦＦＴデータとを取得する。
【００１３】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載のレーダ装置であって、前記取得手段は、前記一の送信期間および前記他の送信期間のいずれか一方の期間に対応する半周期分の前記ＦＦＴデータを取得する。
【００１４】
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載のレーダ装置であって、前記除外手段は、今回の処理を含む以降の所定回数の処理において、前回の処理で出力対象から除外された前記物標と同一の物標に対応する特定ピーク信号が存在しないと前記判定手段により判定された場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象とする。
【００１５】
さらに、請求項８の発明は、周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号から生成されるビート信号をＦＦＴ処理して抽出されたピーク信号から少なくとも前記物標の位置情報を含む物標情報を導出する信号処理方法であって、第１周波数に存在する前記ピーク信号の周波数から、複数の前記ピーク信号の中で選択された１つの選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在するか否かを判定する工程と、前記特定ピーク信号が存在する場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象から除外する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜８の発明によれば、特定ピーク信号が存在する場合に、選択ピーク信号に対応する物標情報をレーダ装置の出力対象から除外することで、選択ピーク信号が実際には存在しない物標に対応するゴーストのピーク信号か否かを正確に判定でき、本来は制御対象ではない物標情報のレーダ装置からの出力を防止できる。
【００１７】
また、特に請求項２の発明によれば、選択ピーク信号の信号レベルの値と補正後の特定ピーク信号の信号レベルの値とが所定の関係を満たす場合に、選択ピーク信号に対応する物標情報をレーダ装置の出力対象から除外することで、選択ピーク信号がゴーストのピーク信号であるか否かをより正確に特定できる。
【００１８】
また、特に請求項３の発明によれば、第２領域のＦＦＴデータとをゴーストピークを判定する処理に用いることで、ＦＦＴ処理で導出した全周波数領域のＦＦＴデータを有効活用できる。
【００１９】
また、特に請求項４の発明によれば、第２領域のデータを第１領域のデータと併せて用いることで、選択ピーク信号がゴーストのピーク信号か否かを正確に判定できる。
【００２０】
また、特に請求項５の発明によれば、一の送信期間および他の送信期間のいずれか一方の期間に対応する前記ＦＦＴデータを取得することで、第１領域および第２領域のＦＦＴデータを複数の送信期間取得することと比べて、メモリの記憶容量を削減できる。
【００２１】
また、特に請求項６の発明によれば、第１領域および第２領域のＦＦＴデータの取得期間を送信期間に対応する半周期とすることで、第１領域および第２領域のＦＦＴデータの取得期間を送信期間に対応する一周期とするのに比べて、メモリの記憶容量を削減できる。
【００２２】
さらに、特に請求項７の発明によれば、一回の処理で出力対象から除外された物標情報に対して、以降の処理でゴーストのピーク信号に対応する物標情報か否かを所定回数判定し、判定条件を満たさない場合は、レーダ装置の出力対象とすることで、実際には存在している物標を誤ってゴーストのピーク信号に対応する物標を出力対象から除外することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、車両の全体図である。
【図２】図２は、車両制御システムのブロック図である。
【図３】図３は、ＦＭ−ＣＷ方式の信号を示す図である。
【図４】図４は、送信信号の２周期の各送信期間において得られるＦＦＴデータを主に示す図である。
【図５】図５は、信号処理部が行う物標情報の導出の処理フローチャートである。
【図６】図６は、信号処理部が行う物標情報の導出の処理フローチャートである。
【図７】図７は、信号処理部が行う物標情報の導出の処理フローチャートである。
【図８】図８は、第１の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。
【図９】図９は、第１の実施の形態のＦＦＴデータを示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。
【図１１】図１１は、第２の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２の実施の形態のＦＦＴデータを示す図である。
【図１３】図１３は、ＬＰＦのフィルタ特性と信号レベルの値の補正割合を示す図である。
【図１４】図１４は、第３の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。
【図１５】図１５は、第３の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。
【図１６】図１６は、第４の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。
【図１７】図１７は、第４の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。
【図１８】図１８は、第４の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。以下に示す実施の形態は例示であり、本願発明の技術的範囲をこれらに限定するものではない。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
＜１．構成等＞
＜１−１．車両全体図＞
図１は、車両ＣＲの全体図である。車両ＣＲは本実施形態の車両制御システム１０に含まれるレーダ装置１と、車両制御装置２とを主に備える。車両ＣＲはレーダ装置１を車両前方のバンパー近傍に備えている。このレーダ装置１は、一回の走査で所定の走査範囲を走査して、車両ＣＲと物標との車両進行方向に対応する距離、つまり、物標から反射した反射波がレーダ装置１の受信アンテナに到達するまでの距離（以下、「縦距離」という。）を導出する。また、レーダ装置１は車両ＣＲと物標との車両横方向（車幅方向）に対応する距離、つまり、車両ＣＲの進行方向に仮想的に延伸する基準軸ＢＬに対して略直交する方向の車両ＣＲに対する物標の距離（以下、「横距離」という。）を導出する。なお、横距離は車両ＣＲに対する物標の角度の情報に対して三角関数の演算を行うことで導出される。このように、レーダ装置１は車両ＣＲに対する物標の位置情報を導出する。また、レーダ装置１は、車両ＣＲの速度に対する物標の速度である相対速度を導出する。
【００２６】
なお、図１にはレーダ装置１の後述する２つの送信アンテナ（図２に示す送信アンテナ１３ａおよび送信アンテナ１３ｂ）から送信される送信波のビームパターンが示されている。基準軸ＢＬを角度±0度とした場合、送信アンテナ１３ａから出力される送信波のビームパターンＮＡは、送信アンテナ１３ｂから出力される送信波のビームパターンＢＡと比べて角度範囲が狭く（例えば、±6度）、縦距離が大きい比較的シャープなビームパターンで出力される。縦距離が大きいのは送信波を出力する出力レベルが比較的大きいためである。
【００２７】
また、これとは逆に送信アンテナ１３ｂから出力される送信波のビームパターンＢＡは、送信アンテナ１３ａから送信される送信波のビームパターンＮＡと比べて角度範囲が広く（例えば±10度）、縦距離が小さい比較的ブロードなビームパターンで出力される。縦距離が小さいのは送信波を出力する出力レベルが比較的小さいためである。そして、送信アンテナ１３ａで送信波を出力する送信期間と、送信アンテナ１３ｂと送信波を出力する送信期間とのそれぞれの送信期間において異なるビームパターンの送信波を出力することで、物標からの反射波の位相折り返しによる角度導出の誤りを防止できる。物標の角度導出処理については後述する。
【００２８】
また、図１のレーダ装置１はその搭載位置を車両前方のバンパー近傍としているが、前方のバンパー近傍に限らず、車両ＣＲの後方バンパー近傍、および、車両ＣＲの側方のサイドミラー近傍等、後述する車両制御装置２の車両ＣＲの制御目的に応じて物標を導出できる搭載位置であれば他の部分であってもよい。
【００２９】
また、車両ＣＲは、車両ＣＲの内部に車両制御装置２を備える。この車両制御装置２は、車両ＣＲの各装置を制御するＥＣＵ（El ectronic Control Unit)である。
【００３０】
＜１−２．システムブロック図＞
図２は、車両制御システム１０のブロック図である。車両制御システム１０は、レーダ装置１と車両制御装置２とが電気的に接続され、主にレーダ装置１で導出された位置情報および相対速度の物標情報を車両制御装置２に出力する。つまり、レーダ装置１は、車両ＣＲに対する物標の縦距離、横距離、および、相対速度の情報である物標情報を車両制御装置２に出力する。そして、車両制御装置２が物標情報に基づき車両ＣＲの各種装置の動作を制御する。また、車両制御システム１０の車両制御装置２は、車速センサ４０、および、ステアリングセンサ４１などの車両ＣＲに設けられる各種センサと電気的に接続されている。さらに、車両制御装置２はブレーキ５０、および、スロットル５１などの車両ＣＲに設けられる各種装置と電気的に接続されている。
【００３１】
レーダ装置１は、主に信号生成部１１、発振器１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、ミキサ１５、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１６，ＡＤ（Analog to Digital)変換器１７、および、信号処理部１８により構成される。
【００３２】
信号生成部１１は、後述する送信制御部１０７の制御信号に基づいて、例えば三角波状に電圧が変化する変調信号を生成する。
【００３３】
発振器１２は、電圧で発振周波数を制御する電圧制御発振器であり、信号生成部１１で生成された変調信号に基づき所定周波数信号（例えば、76.5GHz）を周波数変調し、76.5GHzを中心周波数とする周波数帯の送信信号として送信アンテナ１３に出力する。
【００３４】
送信アンテナ１３は、送信信号に係る送信波を車両外部に出力する。本実施の形態のレーダ装置１は送信アンテナ１３ａ、および、送信アンテナ１３ｂの２本の送信アンテナを有している。送信アンテナ１３ａ、および、１３ｂは、切替部１３１のスイッチングにより所定の周期で切替えられ、発振器１２と接続された送信アンテナ１３から送信波が連続的に車両外部に出力される。そして、送信アンテナ１３ａと送信アンテナ１３ｂとはアンテナ素子の配置（アンテナパターン）が異なる。これにより、図１に示したように送信アンテナ１３ａおよび１３ｂから送信される送信波のビームパターンが異なるものとなる。
【００３５】
切替部１３１は、発振器１２と送信アンテナ１３との接続を切替えるスイッチであり、送信制御部１０７の信号により送信アンテナ１３ａ、および、送信アンテナ１３ｂのいずれかの送信アンテナと発振器１２とを接続する。
【００３６】
受信アンテナ１４は、送信アンテナ１３から連続的に送信される送信波が物標に反射した反射波を受信する複数のアレーアンテナである。本実施の形態では、受信アンテナ１４ａ（ｃｈ１）、１４ｂ（ｃｈ２）、１４ｃ（ｃｈ３）、および、１４ｄ（ｃｈ４）の４本の受信アンテナが設けられている。なお、受信アンテナ１４ａ〜１４ｄのそれぞれのアンテナは等間隔に設けられている。
【００３７】
ミキサ１５は、各受信アンテナに設けられている。ミキサ１５は、受信信号と送信信号とを混合する。そして、受信信号と送信信号との混合により送信信号と受信信号との両方の信号の差の信号であるビート信号が生成されて、ＬＰＦ１６に出力される。
【００３８】
ここで、ビート信号を生成する送信信号と受信信号について、図３を用いてＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）の信号処理方式を例に説明する。なお、本実施形態では、以下にＦＭ−ＣＷの方式を例に説明を行うが、送信信号の周波数が上昇するＵＰ区間と、送信信号の周波数が下降するＤＯＷＮ区間のような複数の区間を組み合わせて物標を導出する方式であれば、このＦＭ−ＣＷの方式に限定されない。
【００３９】
また、下記に記載の数式や図３に示すＦＭ−ＣＷの信号やビート周波数等についての各記号は以下に示すものである。ｆｒ：距離周波数、ｆｄ：速度周波数、ｆｏ：送信波の中心周波数、△Ｆ：周波数偏移幅、ｆｍ：変調波の繰り返し周波数、ｃ：光速（電波の速度）、Ｔ：車両ＣＲと物標との電波の往復時間、fｓ：送信／受信周波数、Ｄ：縦距離、Ｖ：相対速度、θｍ：物標の角度、θｕｐ：ＵＰ区間のピーク信号に対応する角度、θｄｎ：ＤＯＷＮ区間のピーク信号に対応する角度。
【００４０】
＜２．ＦＭ−ＣＷの信号処理＞
物標の導出処理に用いられる信号処理の一例としてＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式における信号処理について説明する。なお、本実施形態では、ＦＭ−ＣＷの方式を例に説明を行うが、周波数が上昇する区間と周波数が下降する区間のような複数の区間を組み合わせて物標の位置等を検出する方式であれば、ＦＭ−ＣＷ方式に限定されない。
【００４１】
図３は、ＦＭ−ＣＷ方式の信号を示す図である。図３の上段の図はＦＭ−ＣＷ方式の送信信号ＴＸ、および、受信信号ＲＸの信号波形を示す図である。また、図３の中段の図は送信信号ＴＸと受信信号ＲＸとの差分により生じるビート周波数を示す図である。さらに、図３の下段の図はビート周波数に対応するビート信号を示す図である。
【００４２】
図３上段の図は、縦軸が周波数［GHz］、横軸が時間［m sec］を示す図である。図中の送信信号ＴＸは、中心周波数をｆ０（例えば、76.5GHz）として、所定周波数（例えば76.6GHz）まで上昇した後に所定周波数（例えば、76.4GHz）まで下降をするように200MHzの間で一定の変化を繰り返す。このように所定周波数まで周波数が上昇する区間（以下、「ＵＰ区間」ともいい、例えば、図２に示す、区間Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、および、Ｕ４がＵＰ区間となる。）と、所定周波数まで上昇した後に所定の周波数まで下降する区間（以下、「ＤＯＷＮ区間」ともいい、例えば、区間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、および、Ｄ４がＤＯＷＮ区間になる。）がある。また、送信アンテナ１３から送信された送信波が物体にあたって反射波として受信アンテナ１４に受信されると、受信アンテナ１４を介して受信信号ＲＸがミキサ１５に入力される。この受信信号ＲＸについても送信信号ＴＸと同じように所定周波数まで周波数が上昇する区間と、所定周波数まで周波数が下降する区間とが存在する。
【００４３】
なお、本実施の形態のレーダ装置１では、一つのＵＰ区間と一つのＤＯＷＮ区間の組み合わせを送信信号ＴＸの１周期として、送信信号ＴＸの２周期分に相当する送信波を車両外部に送信する。例えば、１周期目（時刻t0〜t1のＵＰ区間の区間Ｕ１と、時刻t1〜t2のＤＯＷＮ区間の区間Ｄ１）では送信アンテナ１３ａからビームパターンＮＡの送信波が出力される。次の周期の２周期目（時刻t2〜t3のＵＰ区間の区間Ｕ２と、時刻t3〜t4のＤＯＷＮ区間の区間Ｄ２）では送信アンテナ１３ｂからビームパターンＢＡの送信波が出力される。そして、信号処理部１８が送信信号ＴＸと受信信号ＲＸとにより物標情報を導出するための信号処理を行う（時刻t4〜t5の信号処理区間）。その後、３周期目（時刻t5〜t 6のＵＰ区間の区間Ｕ３と、時刻t6〜t7のＤＯＷＮ区間の区間Ｄ３）では送信アンテナ１３ａからビームパターンＮＡの送信波が出力され、４周期目（時刻t7〜t8のＵＰ区間Ｕ４と、時刻t8〜t9のＤＯＷＮ区間Ｄ４）では送信アンテナ１３ｂからビームパターンＢＡの送信波が出力され、その後、信号処理部１８が物標情報を導出するための信号処理を行う。そして、以降は同様の処理が繰り返される。
【００４４】
なお、車両ＣＲに対する物標の距離に応じて、送信信号ＴＸに比べて受信信号ＲＸに時間的な遅れ（時間Ｔ）が生じる。さらに、車両ＣＲの速度と物標の速度との間に速度差がある場合は、送信信号ＴＸに対して受信信号ＲＸにドップラーシフト分の差が生じる。
【００４５】
図３中段の図は縦軸が周波数［kHz］、横軸が時間［msec］を示す図であり、図中にはＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の送信信号と受信信号との差を示すビート周波数が示されている。例えば、区間Ｕ１ではビート周波数ＢＦ１が導出され、区間Ｄ１ではビート周波数ＢＦ２が導出される。このように各区間において、ビート周波数が導出される。
【００４６】
図３の下段の図は、縦軸が振幅［V]、横軸が時間［msec]を示す図である。図中には、ビート周波数に対応するアナログ信号のビート信号ＢＳが示されており、当該ビート信号ＢＳが後述するＬＰＦ１６でフィルタリングされた後、ＡＤ変換器１７によりデジタルデータに変換される。なお、図２では１つの反射点から受信した場合の受信信号ＲＸに対応するビート信号ＢＳが示されているが、送信信号ＴＸに対応する送信波が複数の反射点に反射し、複数の反射波として受信アンテナ１４に受信された場合は、受信信号ＲＸは複数の反射波に応じた信号が発生する。そして、送信信号ＴＸとの差分を示すビート信号ＢＳは、複数の受信信号ＲＸと送信信号ＴＸとのそれぞれの差分が合成したものとなる。
【００４７】
図２に戻り、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１６は、所定周波数より低い周波数の成分を減少させることなく、所定周波数より高い周波数の成分を減少させるフィルタである。即ち、少なくとも制御対象となる物標の周波数成分を通過させるようカットオフ周波数が設定されている。例えば、後述する図１３のフィルタ特性図に示すように比較的高い周波数に相当する周波数1187BINの信号の成分を信号レベルの値が-16dBとなるように減少させる。なお、ＬＰＦ１６もミキサ１５と同様に各受信アンテナに設けられている。
【００４８】
ＡＤ変換器１７は、アナログ信号であるビート信号を所定周期でサンプリングして、複数のサンプリングデータを導出する。そして、サンプリングされたデータを量子化することで、アナログデータのビート信号をデジタルデータに変換して、デジタルデータを信号処理部１８に出力する。なお、ＡＤ変換器１７もミキサ１５と同様に各受信アンテナに設けられている。
【００４９】
次に、ビート信号ＢＳがＡＤ変換器１７によりデジタルデータに変換された後、信号処理部１８によりＦＦＴ処理されることでビート信号ＢＳの周波数BINごとの信号レベルの値や位相情報を有するＦＦＴデータが取得される。
【００５０】
信号処理部１８は、ＣＰＵ１８１、および、メモリ１８２を備えるコンピュータであり、ＡＤ変換器１７から出力されたデジタルデータのビート信号をＦＦＴ処理してＦＦＴデータを取得し、ＦＦＴデータのビート信号の中から信号レベルの値が所定の閾値を超える信号をピーク信号として抽出する。
【００５１】
ここで、図４を用いて、信号処理部１８が各送信期間に対して取得するＦＦＴデータについて説明する。図４は、送信信号ＴＸの２周期（時刻t0〜t4）の各送信期間において得られるＦＦＴデータを主に示す図である。時刻t0〜t2の１周期目は、時刻t0〜t1のＵＰ区間と時刻t1〜t2のＤＯＷＮ区間とに分けられ、更にＵＰ区間は時刻t0〜t11のＵＰ区間前半、時刻t11〜t1のＵＰ区間後半に分けられ、ＤＯＷＮ区間は時刻t1〜t12のＤＯＷＮ区間前半、および時刻t12〜t2のＤＯＷＮ区間後半とに分けられる。
【００５２】
そして、この１周期目のＵＰ区間前半で１つのＦＦＴデータが取得される。同様にＵＰ区間後半、ＤＯＷＮ区間前半、および、ＤＯＷＮ区間後半のそれぞれの区間でＦＦＴデータが取得され、１周期目のＵＰ区間（ＵＰ区間前半およびＵＰ区間後半）と、ＤＯＷＮ区間（ＤＯＷＮ区間前半およびＤＯＷＮ区間後半）で合計４個のＦＦＴデータが取得される。なお、このＦＦＴデータは４つの受信アンテナ（受信アンテナ１４ａ〜１４ｄ）ごとに取得されるため、図４に示すように１周期目のＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間（時刻t0〜t2）で合計１６個のＦＦＴデータが取得される。また、上述のようにこの１周期目では送信信号ＴＸに対応する送信波は、送信アンテナ１３ａのビームパターンＮＡで出力されたものである。
【００５３】
次に、１周期目と同様に２周期目のＵＰ区間前半（時刻t2〜t13）、ＵＰ区間後半（時刻t13〜t3）、ＤＯＷＮ区間前半（時刻t3〜t14）、および、ＤＯＷＮ区間後半（時刻t14〜t4）の各区間でＦＦＴデータが取得される。つまり、合計４つのＦＦＴデータが取得され、かつ、４つの受信アンテナごとにＦＦＴデータが生成されるため、２周期目のＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間（時刻t2〜t4）で合計１６語のＦＦＴデータが取得される。その結果、信号処理部１８による１回の物標導出（送信信号ＴＸの２周期分の送信期間）の処理で、合計３２個のＦＦＴデータが取得される。また、上述のようにこの２周期目では送信信号ＴＸに対応する送信波は、送信アンテナ１３ｂのビームパターンＢＡで出力される。
【００５４】
ここで、ＦＦＴデータは具体的には次のようなデータである。レーダ装置１の車両制御装置２の出力対象となる物標に対応するピーク信号の上限周波数までの周波数を含む周波数領域(以下、「第１領域」という。)（0〜700BIN）と、上限周波数よりも高い周波数でレーダ装置１の車両制御装置２に対する出力対象とはならない物標に対応するピーク信号の周波数を含む周波数領域（以下、「第２領域」という。）（701〜1023BIN）との各BINのビート信号の信号レベルを含むデータである。
【００５５】
そして、ＦＦＴ処理を行なえば0〜1023BINまでのデータが得られるが、本実施形態の特徴の１つとして、1023BINまでの全データを記憶しておくのは１周期目のＵＰ区間前半（時刻t0〜t11）とＤＯＷＮ区間前半（時刻t1〜t12）のみであり、１周期目の残りの区間（時刻t11〜t1、t12〜t2）と２周期目の全区間（時刻t2〜t4）のＦＦＴデータは0〜700BINまでのデータを記憶する。車両制御に必要なデータは本来0〜700BINのデータであるのに対して、701〜1023BINのデータは後述するゴースト判定にのみ用いるため、701〜1023BINのデータは必要最小限に抑えることでメモリ１８２の記憶容量を削減するためである。更に、0〜1023BINまでのデータを記憶する対象となる受信アンテナは１本（例えば、受信アンテナ１４ａ（ｃｈ１）のデータ）でよい。
【００５６】
なお、メモリ１８２に記憶するＦＦＴデータは、１周期目の全区間（時刻t0〜t2）の0〜1023BINまでのデータであってもよい。その場合でも１周期目と２周期目の全区間に対して0〜1023BINまでのデータを記憶するのに比べるとメモリ１８２の記憶容量を削減することができる。
【００５７】
そして、このようにして導出された複数のＦＦＴデータを用いて車両ＣＲに対する物標の縦距離、相対速度、および、横距離が導出される。主に横距離に対応する角度の導出においては、空間平均などの演算手法を行う場合にこのような複数のＦＦＴデータを用いて演算することで正確な角度情報が導出できる。
【００５８】
ここで、車両ＣＲに対する物標の縦距離は（１）式により導出され、車両ＣＲに対する物標の相対速度は（２）式により導出される。また、車両ＣＲに対する物標の角度は（３）式により導出される。そして、（３）式により導出された角度と物標の縦距離の情報から三角関数を用いた演算により、車両ＣＲに対する物標の横距離が導出される。
【００５９】
【数１】
2014106120.tif 000003
【００６０】
【数２】
2014106120.tif 000004
【００６１】
【数３】
2014106120.tif 000005
信号処理部１８は、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングして物標の物標情報を導出する。また、信号処理部１８は、抽出されたピーク信号が実際には存在しない物標に対応するゴーストピークか否かを判定して、ゴーストのピーク信号に対応する物標情報をレーダ装置の出力対象から除外する処理を行う。このようなゴーストピークの判定およびゴーストピークに対応する物標情報の除去については後に詳述する。
【００６２】
メモリ１８２は、ＣＰＵ１８１により実行される各種演算処理などの実行プログラムを記録する。また、メモリ１８２は、信号処理部１８が導出した複数の物標情報を記録する。過去の物標導出処理（例えば、前回の物標導出処理（以下、「前回処理」という。）、および、今回の物標処理（以下、「今回処理」という。）において導出された物標情報（物標の縦距離、横距離、および、相対速度）を記録する。さらに、メモリ１７２は、ＦＦＴ処理により取得されたＦＦＴデータ１８２ａを記録する。このＦＦＴデータ１８２ａには、今回処理のＦＦＴデータを含む過去の物標導出処理のＦＦＴデータが記憶されている。
【００６３】
送信制御部１０７は信号処理部１８と接続され、信号処理部１８からの信号に基づき、変調信号を生成する信号生成部１１に制御信号を出力する。また送信制御部１０７は、信号処理部１８からの信号に基づき、送信アンテナ１３ａ、および、送信アンテナ１３ｂのいずれかの送信アンテナと発振器１２とが接続する切替部１３１に制御信号を出力する。
【００６４】
車両制御装置２は、車両ＣＲの各種装置の動作を制御する。つまり、車両制御装置２は、車速センサ４０、および、ステアリングセンサ４１などの各種センサから情報を取得する。そして、車両制御装置２は、各種センサから取得した情報、および、レーダ装置１の信号処理部１８から取得した物標情報に基づき、ブレーキ５０、および、スロットル５１などの各種装置を作動させて車両ＣＲの挙動を制御する。
【００６５】
車両制御装置２による車両制御の例としては次のようなものがある。車両制御装置２は、車両ＣＲが走行する自車線内で、車両ＣＲの前方を走行する前方車両を追従対象として走行する制御を行う。具体的には、車両制御装置２は、車両ＣＲの走行に伴いブレーキ５０、および、スロットル５１の少なくとも一の装置を制御して、車両ＣＲと前方車両との間で所定の車間距離を確保した状態で車両ＣＲを前方車両に追従走行させるＡＣＣの制御を行う。
【００６６】
また、車両制御装置２は、車両ＣＲの障害物への衝突に備え、車両ＣＲの乗員を保護する制御である。詳細には、車両ＣＲが障害物に衝突する危険性がある場合に、車両ＣＲのユーザに対して図示しない警報器を用いて警告の表示を行ったり、ブレーキ５０を制御して車両ＣＲの速度を低下させるＰＣＳの制御を行う。さらに、車両制御装置２は車室内のシートベルトにより乗員を座席に固定、または、ヘッドレストを固定して衝突時の衝撃による車両ＣＲのユーザへのダメージを軽減するＰＣＳの制御を行う。
【００６７】
車速センサ４０は、車両ＣＲの車軸の回転数に基づいて車両ＣＲの速度に応じた信号を出力する。車両制御装置２は、車速センサ４０からの信号に基づいて、現時点の車両速度を取得する。
【００６８】
ステアリングセンサ４１は、車両ＣＲのドライバーの操作によるステアリングホイールの回転角を検知し、車両ＣＲの車体の角度の情報を車両制御装置２に送信する。
【００６９】
ブレーキ５０は、車両ＣＲのドライバーの操作により車両ＣＲの速度を減速させる。また、ブレーキ５０は、車両制御装置２の制御により車両ＣＲの速度を減速させる。例えば、車両ＣＲと前方車両との距離を一定の距離に保つように車両ＣＲの速度を減速させる。
【００７０】
スロットル５１は、車両ＣＲのドライバーの操作により車両ＣＲの速度を加速させる。また、スロットル５１は、車両制御装置２の制御により車両ＣＲの速度を加速させる。例えば、車両ＣＲと前方車両との距離を一定の距離に保つように車両ＣＲの速度を加速させる。
【００７１】
＜２．処理フローチャート＞
＜２−１．全体処理＞
図５〜図７は、信号処理部１８が行う物標情報の導出の処理フローチャートである。最初に信号処理部１８は、送信波を生成する指示信号を送信制御部１０７に出力する（ステップＳ１０１）。そして、信号処理部１８から指示信号が入力された送信制御部１０７により信号生成部１１が制御され、送信信号ＴＸに対応する送信波が生成される。生成された送信波は、車両外部に出力される。
【００７２】
次に、送信波が物標に反射することによって到来する反射波を受信アンテナ１４が受信し、反射波に対応する受信信号ＲＸと送信信号ＴＸとがミキサ１５によりミキシングされ、送信信号と受信信号との差分の信号であるビート信号ＢＳが生成される。そして、アナログ信号であるビート信号ＢＳが、ＬＰＦ１６によりフィルタリングされ、ＡＤ変換器１７によりデジタルデータに変換され、信号処理部１８に入力される。
【００７３】
信号処理部１８は、デジタルデータのビート信号に対してＦＦＴ処理を行い(ステップＳ１０２)、周波数BINごと（例えば、0〜1023BIN間の各BINごと）のビート信号の信号レベルの値を有するＦＦＴデータ（例えば、後述する図９に示すデータＦＴ１）を取得する。このＦＦＴデータは具体的には第１領域（0〜700BIN）と、第２領域（701〜1023BIN）との各BINのビート信号の信号レベルの値を含むデータである。
【００７４】
そして、信号処理部１８は、次に説明するステップＳ１０３のピーク抽出処理では第１領域のみのＦＦＴデータを用いて処理を行う。また、信号処理部１８は、後に詳述するステップＳ１１４の不要物除去処理では、第１領域および第２領域の全領域のＦＦＴデータを用いて処理を行う。
【００７５】
次に、信号処理部１８は、ＦＦＴデータの第１領域の各BINのビート信号のうち信号レベルの値が所定の閾値を超えるビート信号をピーク信号として抽出する（ステップＳ１０３）。なお、この処理で送信期間２周期分（例えば、時刻ｔ0〜ｔ4）のＵＰ区間（ＵＰ区間前半（時刻ｔ0〜ｔ1、時刻ｔ2〜ｔ13）およびＵＰ区間後半（時刻ｔ11〜ｔ1、時刻ｔ13〜ｔ3））と、ＤＯＷＮ区間（ＤＯＷＮ区間前半（時刻ｔ1〜ｔ12、時刻ｔ3〜ｔ14）およびＤＯＷＮ区間後半（時刻ｔ12〜ｔ2、時刻ｔ14〜ｔ4））との全て区間のピーク信号が抽出され、今回処理で信号処理部１８が処理するピーク信号数が確定する。
【００７６】
そして、信号処理部１８はピーク抽出処理で抽出された今回処理のピーク信号の中から、前回処理で導出された物標から今回処理のピーク信号を予測した予測ピーク信号の周波数に対して±3BIN以内に存在する今回処理のピーク信号を前回処理のピーク信号と時間的な連続性を有する履歴ピーク信号として抽出する（ステップＳ１０４）。
【００７７】
次に、信号処理部１８は、車速センサ４０の車両ＣＲの速度情報からＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との周波数差がその速度に対応する周波数差となる各区間のピーク信号を静止物に対応するピーク信号として抽出する処理を行う（ステップＳ１０５）。ここで、静止物とは、車両ＣＲの速度と略同じ相対速度を有する物標をいい、また、特定速度で移動し、車両ＣＲの速度と異なる相対速度を有する物標を以下では移動物という。
【００７８】
なお、このように履歴ピーク抽出（ステップＳ１０４）、および、静止物ピーク抽出（ステップＳ１０５）の処理を行うのは、信号処理部１８が車両制御装置２に対して優先的に出力する必要性のある物標に対応するピーク信号を選択するためである。例えば、前回処理で導出された物標と時間的な連続性を有する今回処理の物標のピーク信号は、前回処理で導出されていない新規に導出された物標と比べて物標が実際に存在する確率が高いため優先順位が高い場合があり、また、移動物に対応するピーク信号は静止物に対応するピーク信号よりも車両ＣＲと衝突する可能性が高いため優先順位が高い場合がある。
【００７９】
そして、信号処理部１８はＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間のそれぞれの区間において、ピーク信号に基づいて方位演算を行う(ステップＳ１０６)。詳細には信号処理部１８は、所定の方位演算アルゴリズムによって物標の方位（角度）を導出する。例えば、方位演算アルゴリズムは、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）であり、各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄにおける受信信号の位相情報から相関行列の固有値、および、固有ベクトル等が演算されて、ＵＰ区間のピーク信号に対応する角度θｕｐと、ＤＯＷＮ区間のピーク信号に対応する角度θｄｎとが導出される。そして、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の各ピーク信号がペアリングされた場合に、上述の（３）式により物標の角度が導出される。
【００８０】
また、１つのピーク信号の周波数BINの情報は、物標の縦距離と相対速度の情報に対応しているが、１つのピーク信号の周波数BINに複数の物標の情報が含まれているときがある。例えば、車両ＣＲに対する物標の位置情報において、縦距離が同じ値で角度が異なる値の複数の物標の情報が、同じ周波数BINのピーク信号に含まれている場合がある。このような場合、異なる角度から到来する複数の反射波の位相情報はそれぞれ異なる位相情報となる。そのため、信号処理部１８は各反射波の位相情報に基づいて１つのピーク信号に対して異なる角度に存在する複数の物標情報を導出する。
【００８１】
ここで、方位演算を行う場合、物標の角度によっては、位相が360度回転して物標が存在する本来の角度とは異なる角度情報が導出される場合がある。具体的には、例えば、受信アンテナで受信した物標からの反射波の位相情報が420度の場合、実際の物標は、図１で示したビームパターンＮＡ以外のビームパターンＢＡの領域に物標が存在するときでも、位相折り返しにより位相情報が60度（420度-360度）と判定され、ビームパターンＢＡには含まれないビームパターンＮＡの領域に物標が存在するとする誤った角度情報が導出されるときがある。そのため、送信アンテナ１３ａおよび１３ｂの２つの送信アンテナからそれぞれ異なるビームパターンの送信波を出力し、同一物標に対する各送信アンテナでの受信レベルを比較することで物標の正確な角度を導出する。
【００８２】
具体的には各ビームパターンの送信波に対する反射波に基づいて、次のように角度を導出する。反射波の位相情報が60度の場合に、送信アンテナ１３ａの送信波の反射波と、送信アンテナ１３ｂの送信波の反射波とに対応するそれぞれの角度スペクトラムの信号レベルの値を比べて、送信アンテナ１３ａの送信波の反射波に対応する角度スペクトラムの信号レベルの値が大きい場合は、ビームパターンＢＡの領域を除くビームパターンＮＡの領域内の位相情報60度に対応する角度を物標の角度として導出する。また、送信アンテナ１３ｂの送信波の反射波に対応する角度スペクトラムの信号レベルの値の方が大きい場合は、ビームパターンＮＡの領域を除くビームパターンＢＡの領域内の位相情報420度に対応する角度を物標の角度として導出する。このように送信信号ＴＸの２周期分の送信波で各周期ごとに異なるビームパターンの送信波を出力することで、方位演算を行う場合の位相折り返しによる物標の誤った角度情報の導出を防止する。
【００８３】
次に、信号処理部１８は、図６に示すＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とをペアリングするペアリング処理を行う（ステップＳ１０７）。このペアリング処理は、ＵＰ区間、ＤＯＷＮ区間とも0〜700BINまでの全ＦＦＴデータに基づき行なう。ステップＳ１０３の処理で導出された全ピーク信号のうち履歴ピーク抽出処理（ステップＳ１０４）で抽出された履歴ピーク信号については、ＵＰ区間の履歴ピーク信号とＤＯＷＮ区間の履歴ピーク信号とでペアリング処理が行われる。また、静止物ピーク抽出処理（ステップＳ１０５）で抽出された静止物ピーク信号については、ＵＰ区間の静止物ピーク信号とＤＯＷＮ区間の静止物ピーク信号とでペアリング処理が行われる。さらに、ピーク抽出処理で抽出された全ピーク信号のうち履歴ピーク信号と静止物ピーク信号とを除いた残りのピーク信号については、ＵＰ区間の残りのピーク信号とＤＯＷＮ区間の残りのピーク信号とでペアリングの処理が行われる。
【００８４】
なお、ＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号とのペアリング処理は、例えば、マハラノビス距離を用いた演算を用いて行われる。具体的には、レーダ装置１を車両ＣＲに搭載する前に試験的にＵＰ区間のピーク信号とＤＯＮＷ区間のピーク信号とをペアリングする中で正しい組み合わせでペアリングされた正常ペアデータと、誤った組み合わせでペアリングされたミスペアデータとのデータを複数取得し、複数の正常ペアデータにおけるＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号との「信号レベルの値の差」、「角度の値の差」、および、「角度スペクトラムの信号レベルの値の差」の３つのパラメータ値から、複数の正常ペアデータの３つのパラメータごとの平均値を導出し、予めメモリ１８２に記憶する。
【００８５】
そして、レーダ装置１を車両ＣＲに搭載した後に、信号処理部１８が物標情報を導出する場合、今回処理で取得されたＦＦＴデータのピーク信号のうちＵＰ区間のピーク信号とＤＯＷＮ区間のピーク信号のすべての組み合わせの３つのパラメータ値と、複数の正常ペアデータの３つのパラメータごとの平均値とを用いて以下に示す（４）式によりマハラノビス距離を導出する。信号処理部１８は、マハラノビス距離が最小の値となる今回処理のペアデータを正常ペアデータとして導出する。ここで、マハラノビス距離は、平均がμ＝(μ1, μ2, μ3)Ｔ で、共分散行列がΣであるような多変数ベクトルｘ＝（ｘ1, ｘ2, ｘ3）で表される一群の値に対するもので（４）式により導出される。なお、μ1, μ2, μ3は正常ペアデータの３つのパラメータの値を示し、ｘ1, ｘ2, ｘ3は今回処理のペアデータの３つのパラメータの値を示す。
【００８６】
【数４】
2014106120.tif 000006
そして、信号処理部１８は、このペアリング処理において正常ペアデータのパラメータの値と上述の（１）式〜（３）式とを用いて、正常ペアデータと判定されたペアデータの縦距離、相対距離、および、角度に基づく横距離が導出する。ここで、横距離は、絶対横距離と相対横距離とが導出される。絶対横距離とは、基準軸ＢＬを±0mとした車両ＣＲの車幅方向の左方向を−（マイナス）、右方向が＋（プラス）とする横距離である。また、相対横距離は、車両ＣＲの走行する自車線のカーブ半径の情報と、物標の縦距離、および、絶対横距離の情報とから、カーブ半径に応じた物標の横距離として導出される距離である。詳細には車両ＣＲのステアリングホイールを車両ＣＲのドライバが操作することでステアリングセンサ４１から入力されるステアリングホイールの回転角の情報に応じて直線および曲線に仮想的に変化する基準軸ＢＬを±0mとした車両ＣＲの車幅方向の左方向を−（マイナス）、右方向が＋（プラス）とする横距離である。そして、以下では、単に横距離と記載した場合は、絶対横距離のことをさす。なお、相対横距離を物標情報とする場合は、横位置の算出において車線のカーブの状態を用いる必要があるときである。
【００８７】
次に、信号処理部１８は、今回処理でペアリングされた今回ペアデータの物標情報（以下、「今回ペア物標情報」という。）と、前回処理の物標の物標情報から今回ペア物標情報を予測した情報（以下、「予測物標情報」という。）との間に時間的に連続する関係が存在するか否かの連続性判定処理を行う（ステップＳ１０８）。ここで、予測物標情報は、信号処理部１８が前回処理の物標情報の相対速度の情報やこれまでの物標情報の値の変化等から、今回処理における縦距離および横距離の位置情報や相対速度情報を含む物標情報を予測した情報である。
そして、今回処理で今回ペア物標情報と、予測物標情報とに時間的に連続する関係がある場合とは、例えば、今回ペア物標情報と、予測物標情報とに含まれる縦距離、横距離、および、相対速度のそれぞれの差の値が所定値以内の場合である。なお、信号処理部１８は、所定値以内に複数の予測物標情報が存在する場合、今回ペア物標情報との差の値が最も小さい所定値以内の予測物標情報が、今回ペア物標情報と時間的に連続する関係を有するものと判定し、このように予測物標情報と時間的な連続性がある今回ペア物標情報を有する今回ペアデータ（以下、「過去対応ペアデータ」という。）に対して後述するステップＳ１１０のフィルタ処理を行う。
【００８８】
また、信号処理部１８は、今回ペア物標情報と、予測物標情報とに含まれる縦距離、横距離、および、相対速度のそれぞれの差の値が所定値以内ではない場合に、今回ペア物標情報と予測物標情報とに時間的に連続する関係がないと判定する。そして、このように予測物標情報と時間的な連続性がないと判定された今回ペア物標情報の今回ペアデータ（以下「新規ペアデータ」という。）は、今回処理において初めて導出された物標となる。なお、新規ペアデータの場合は、以下で説明するステップＳ１１０のフィルタ処理では、予測物標情報が存在しないため、新規ペアデータの縦距離、横距離、および、相対速度が今回処理における一つの物標の物標情報となる。
【００８９】
次に信号処理部１８は、車両ＣＲの速度とペアデータの相対速度の情報から移動物に対応するペアデータを導出する（ステップＳ１０９）。この処理を行うことで優先的に処理する必要性のあるペアデータを導出できる。
【００９０】
そして、信号処理部１８は、今回ペア物標情報と予測物標情報とに時間的に連続する関係が存在する場合は、今回ペア物標情報と予測物標情報とに含まれる縦距離、横距離、および、相対速度のフィルタリングを行い(ステップＳ１１０)、フィルタリングされた物標の物標情報を今回処理の物標の物標情報として導出する。
【００９１】
具体的には、両者に時間的に連続する関係が有る場合に、信号処理部１８は、例えば、横距離について予測ペアデータの横距離にフィルタ定数0.75の値の重み付けを行い、今回ペアデータの横距離にフィルタ定数0.25の値の重み付けを行って、両方の値を足し合わせたものを今回処理の過去対応ペアデータの横距離として導出する。なお、縦距離、相対速度、および、信号レベルの値についても所定のフィルタ定数を用いてフィルタ処理を行う。
【００９２】
次に、信号処理部１８は、車両ＣＲの制御には必要のない静止物を導出する上下方物処理を行う（ステップＳ１１１）。具体的には、静止物の車両ＣＲの車高方向の位置を導出し、その位置が所定の高さよりも高い（例えば、車両ＣＲの車高よりも高い）位置に存在する静止物(例えば、車道の上方に設けられている片持式や門型式の道路標識など)を導出する。また、車両ＣＲの車高よりも低い位置に存在する静止物（例えば、道路の中央分離帯やカーブに設置されている反射板の付いたチャッターバーなどの道路鋲など）を導出する。このようにして導出された静止物は後述する不要物除去処理で物標情報が除去され、レーダ装置１から物標情報として車両制御装置２に出力されることはない。
【００９３】
そして、信号処理部１８は、今回処理の次に行われる処理（以下、「次回処理」という。）において、次回処理の履歴ピーク抽出処理（ステップＳ１０４）に用いる物標情報の予測値（予測縦距離、予測相対速度、予測横距離等）を導出する（ステップＳ１１２）。具体的には、車両制御を行う上で優先順位の高い２０個の物標情報を導出して、ＵＰ区間、ＤＯＷＮ区間のそれぞれの今回処理のピーク信号の予測値を算出しておくことで、次回処理における履歴ピークの導出処理に用いる。優先順位については、ＡＣＣ制御を行う場合は、車両ＣＲの走行している自車線上に相当する横位置を有し、車両ＣＲとの縦距離が比較的小さい物標が優先順位が高く、隣接車線に相当する横位置で、車両ＣＲとの縦距離が比較的大きい物標が優先順位が低い。また、ＰＣＳの場合は、衝突余裕時間（Time-To-Collision、以下「ＴＴＣ」という。）の比較的短い物標の優先順位が高く、ＴＴＣの比較的長い物標の優先順位が低い。
【００９４】
次に、信号処理部１８は車両ＣＲに対する物標の相対横距離と縦距離とに基づき、予めメモリ１８２に記憶された相対横距離と縦距離とをパラメータとする二次元のマップデータから物標が自車線上に存在する確率を導出する（ステップＳ１１３）。この確率は車両ＣＲに対する相対横距離の絶対値が大きくなる程値が低下し、車両ＣＲに対する縦距離の値が大きくなる程値が低下する。なお、この確率が高い程車両ＣＲが存在する自車線上に物標が存在することとなるので、そのような物標を例えばＡＣＣの制御対象とする。
【００９５】
そして、信号処理部１８は、これまでの処理で導出された物標情報に対して、車両制御装置２への出力が不要な物標を除去する処理を行う（ステップＳ１１４）。例えば、信号処理部１８は、上述のステップＳ１１１の上下方物処理で導出された物標情報の除去や、所定距離以上に存在する実際の物標に対応するピーク信号と、レーダ装置１の図示しない電源装置のＤＣ-ＤＣコンバータのスイッチングノイズとの干渉（相互変調）で生じる実際に存在しない物標に対応するゴーストピークの物標情報の除去などを行う。なお、ゴーストピークの物標情報の除去については後に詳述する。
【００９６】
次に、信号処理部１８は、複数の物標情報に対して一つの物体に対応する物標情報にまとめる処理を行う（ステップＳ１１５）。例えば、レーダ装置１の送信アンテナ１３から送信波を射出した場合、送信波が前方車両に反射するとき、受信アンテナ１４に受信される反射波は複数存在する。つまり、同一物体における複数の反射点からの反射波が受信アンテナ１４に到来する。その結果、信号処理部１８はそれぞれの反射波に基づき位置情報の異なる物標情報を複数導出するが、もともとは一つの車両の物標情報なので、各物標情報を一つにまとめて同一物体の物標情報として取り扱う。そのため、複数の物標情報の各相対速度が略同一で、各物標情報の縦距離および横距離が所定範囲内であれば、信号処理部１８は複数の物標情報を同一物体における物標情報とみなし、当該複数の物標情報を一つの物標に対応する物標情報にまとめる結合処理を行う。
【００９７】
そして、信号処理部１８は、ステップＳ１１５の処理で結合処理された物標情報から車両制御装置２に出力する優先順位の高い物標情報を車両制御装置２に出力する（ステップＳ１１６）。
【００９８】
＜２−２．不要物除去処理＞
次に図７のステップＳ１１４で説明した不要物除去処理のうち、ゴーストピークに対応する物標情報の除去について図８および図９を用いて詳細に説明する。図８は、第１の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。また、図９は第１の実施の形態のＦＦＴデータＦＴ１を示す図である。
【００９９】
最初に信号処理部１８は、今回処理において、図６のステップＳ１０８の連続性判定処理で過去対応ペアデータ、および、新規ペアデータのうちいずれかのペアデータと判定されて、ステップＳ１１０のフィルタ処理で、フィルタリングされた（新規ペアデータの場合は、過去の物標情報がないことから予測ペアデータとの平滑化は行われず、新規ペアデータがそのまま新規物標情報となる）複数の物標情報のうち１つの物標情報を選択する。そして、信号処理部１８は選択された物標情報（以下、「選択物標情報」という。）が新規物標情報か否かを判定する（ステップＳ２０１）。なお、選択物標情報が新規物標情報でない（ステップＳ２０１がＮｏ）場合は、信号処理部１８は、ステップＳ２０７の処理を実施する。ステップＳ２０７の処理については後述する。
【０１００】
信号処理部１８は、今回処理の選択物標情報の縦距離、および、相対速度の情報からこの選択物標情報を構成するＵＰ区間のピーク信号の周波数とＤＯＷＮ区間のピーク信号の周波数とを算出する（ステップＳ２０２）。そして、メモリ１８２に記憶されたＵＰ区間前半（図４に示す時刻t0〜t11）の第１領域および第２領域の周波数領域（0〜1023BIN）のＦＦＴデータと、ＤＯＷＮ区間前半（図４に示す時刻t1〜t12）の第１領域および第２領域の周波数領域（0〜1023BIN）のＦＦＴデータを読み出して、これらのＦＦＴデータの複数のピーク信号のうち新規物標情報から算出された周波数に存在するピーク信号（ＵＰ区間前半のピーク信号、および、ＤＯＷＮ区間前半のピーク信号、以下「選択ピーク信号」という。）を選択する（ステップＳ２０３）。
【０１０１】
そして、信号処理部１８は、ＵＰ区間の0〜1023BINのＦＦＴデータについて第１の周波数であるＤＣ-ＤＣコンバータのスイッチングノイズの周波数に存在するピーク信号の周波数（例えば、1023BIN）から、ＵＰ区間の選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数位置に他のピーク信号（以下、「特定ピーク信号」という。）が存在するか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【０１０２】
次に、信号処理部１８は、特定ピーク信号が存在する（ステップＳ２０４がＹｅｓ）場合は、次の処理であるステップＳ２０５の処理を行う。なお、ＵＰ区間前半のＦＦＴデータに特定ピーク信号が存在しない（ステップＳ２０４がＮｏ）場合は、信号処理部１８は、ステップＳ２０７の処理を実施する。
【０１０３】
ここで、図９を用いて上述のＵＰ区間前半のＦＦＴデータ内の選択ピーク信号および特定ピーク信号の処理について具体的に説明する。図９に示すＦＦＴデータＦＴ１（以下、「データＦＴ１」という。）は、横軸を周波数軸［単位：BIN」、縦軸を信号レベルの値［単位：dB］とするＵＰ区間前半（時刻t0〜t11）のＦＦＴデータであり、横軸において第１領域と第２領域の周波数領域を含むデータである。具体的には、データＦＴ１はレーダ装置１の出力対象となる物標に対応するピーク信号の上限周波数（例えば、周波数700BIN）までの周波数を含む第１領域（例えば、0〜700BIN）と、上限周波数よりも高い周波数でレーダ装置１の出力対象とはならない物標に対応するピーク信号の周波数を含む周波数領域である第２領域（例えば、701〜1023BIN）とのビート信号の信号レベルの値を有するデータである。
【０１０４】
さらに、図９を用いてゴーストの発生原因およびゴーストの判定方法について説明する。ＤＣ-ＤＣコンバータのスイッチングノイズの周波数が1023BINに存在し（ピーク信号Ｐ０）、それより高い周波数位置に実際の物標（例えば、車両ＣＲから縦距離が461ｍ離れたトラック等の強反射物）に対応するピーク信号Ｐ１２（例えば1187BIN）が存在しているとする。その場合、強反射物からの受信信号とスイッチングノイズとがミキサ１５で相互変調されるとＦＦＴ処理により、その差分周波数成分が選択ピーク信号Ｐ１の周波数（1187BIN―1023BIN=164BIN）にピーク信号として表れる。従って、この選択ピーク信号Ｐ１は実際に存在しない物標のデータとなる。
ただし、選択ピーク信号Ｐ１だけでは実在する物標のデータかゴーストによる物標のデータかを判断できない。そこで本実施の形態では、制御対象外の遠距離に存在する強反射物のピーク信号（例えば、ピーク信号Ｐ１２）が通常の車両制御対象のピーク信号の周波数領域外である第２領域に表れるという事実を確認したため、これを利用して選択ピーク信号Ｐ１がゴーストピークか否かを判定するようにした。
即ち、ＦＦＴデータは0〜1023BINまでのデータしかないため実際の強反射物のピーク信号Ｐ１２はＦＦＴデータには表れないが、その代わり第２の周波数であるデータＦＴ１のナイキスト周波数Ｆ２（1023BIN）でピーク信号が折り返されるため、折り返しの周波数（859BIN）に特定ピーク信号Ｐ２が現れる。換言すれば、スイッチングノイズのピーク信号Ｐ０と強反射物の折り返しのピーク信号である特定ピーク信号Ｐ２の差分周波数に対応する周波数に選択ピーク信号Ｐ１に対応するピーク信号が出現する。
従って、ある周波数のピーク信号を選択ピーク信号Ｐ1として選択したとき、スイッチングノイズのピーク信号Ｐ０（1023BIN）と選択ピーク信号Ｐ１（164BIN）との差分周波数（859BIN）の位置に他のピーク信号、即ち特定ピーク信号が存在している場合、選択ピーク信号Ｐ１はゴーストピークであると判定できる。
【０１０５】
そして、図９では、信号処理部１８が、選択した選択物標情報が新規物標情報の場合(ステップＳ２０１がＹｅｓに対応)は、選択物標情報の距離および相対速度の情報からＵＰ区間前半の選択ピーク信号の周波数（例えば、164BIN）が算出され(ステップＳ２０２に対応)、周波数164BINに存在するピーク信号（信号レベル−22dB）が選択ピーク信号Ｐ１となる（ステップＳ２０３に対応）。
【０１０６】
そして、信号処理部１８は、ＤＣ-ＤＣコンバータのスイッチングノイズの周波数に対応する周波数1023BINに存在するピーク信号Ｐ０の周波数から、選択ピーク信号の周波数（164BIN）分離れた周波数（1023BIN-164BIN=859BIN）とその周波数近傍（例えば、859BINの±1BIN以内）を含む範囲に特定ピーク信号が存在するか否かを判定する（ステップＳ２０４に対応）。図９では、周波数859BINに特定ピーク信号Ｐ２（信号レベル−16dB）が存在するため、特定ピーク信号（特定ピーク信号Ｐ２）が存在すると判定される（ステップＳ２０４がＹｅｓに対応）。ここで、この特定ピーク信号Ｐ２は、第２の周波数であるデータＦＴ１のナイキスト周波数Ｆ２（1023BIN）を超えた周波数（例えば、1187BIN）に対応する距離および相対速度を有する実際に存在する物標（例えば、車両ＣＲから縦距離が461ｍ離れたトラック等の強反射物）に対応するピーク信号Ｐ１２（信号レベル−16dB）がナイキスト周波数Ｆ２との差分（1187BIN-1023BIN＝164BIN）だけ折り返した周波数（1023BIN-164BIN＝859BIN）に、折り返しのピーク信号として出現したものである。
【０１０７】
次に、図８のステップＳ２０５に戻り、図９で説明したＵＰ区間前半の処理と共にＤＯＷＮ区間前半でも同様の処理が行われる。つまり、図８に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０３により、信号処理部１８はＤＯＷＮ区間前半における選択ピーク信号を導出し、上述のＤＣ-ＤＣコンバータのスイッチングノイズに対応するピーク信号の周波数（1023BIN）から、ＤＯＷＮ区間前半の選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在するか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
【０１０８】
そして、信号処理部１８は、ＤＯＷＮ区間前半において特定ピーク信号が存在する（ステップＳ２０５がＹｅｓ）場合は、選択物標情報がゴーストピークに対応する物標情報であることを示すゴーストフラグをＯＮ状態とする（ステップＳ２０６）。つまり、信号処理部１８は、ＵＰ区間前半およびＤＯＷＮ区間前半の両方の区間のＦＦＴデータに特定ピーク信号が存在する場合に選択物標情報のゴーストフラグをＯＮ状態とする。
【０１０９】
そして、ゴーストフラグがＯＮ状態となった物標情報は、レーダ装置１から車両制御装置２へ出力する出力対象から除外される。このように、特定ピーク信号が存在する場合に、選択ピーク信号に対応する物標情報をレーダ装置の出力対象から除外することで、選択ピークが実際には存在しない物標に対応するゴーストのピーク信号か否かを正確に判定でき、本来は制御対象ではない物標情報のレーダ装置１からの出力を防止できる。その結果、車両制御装置２は、実際には存在しない物標情報に基づいて車両制御を行うことなく、適切な車両制御が行える。
【０１１０】
なお、ステップＳ２０５において、ＤＯＷＮ区間前半に特定ピーク信号が存在しない（ステップＳ２０５がＮｏ）場合は、信号処理部１８は、次にステップＳ２０７の処理を実施する。
【０１１１】
次に、信号処理部１８は全ての物標情報に対して不要物除去処理を実施したか否かを判定し（ステップＳ２０７）、全ての物標情報に対して不要物除去処理を実施した（ステップＳ２０７がＹｅｓ）場合は、不要物除去処理を終了して次の結合処理（ステップＳ１１５）を行う。なお、全ての物標情報に対して不要物除去処理を実施していない場合（ステップＳ２０７がＮｏ）は、ステップＳ２０１の処理に戻り不要物除去処理がまだ実施されていない他の物標情報に対して不要物除去処理を実施する。
【０１１２】
なお、上述の図９の説明では特定ピーク信号Ｐ２は実際に存在する物標のピーク信号Ｐ１２とナイキスト周波数Ｆ２との差分だけ折り返した折り返しのピーク信号であり、実際には859BINの周波数に対応する縦距離および相対速度の物標は存在しないことを前提に説明を行った。これに対して、周波数859BINに対応する縦距離および相対速度の物標が実際に存在する場合は、周波数859BINの特定ピーク信号Ｐ２と、周波数1023BINのＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチングノイズとの干渉（相互変調）により、0BINの周波数である周波数Ｆ１からマイナス側の−164BINの周波数にピーク信号が存在することとなる。そして、−164BINの周波数と周波数Ｆ１との差分だけ折り返した折り返しピーク信号が164BINの周波数に選択ピーク信号Ｐ１に対応するピーク信号が出現する。その結果、信号処理部１８は、この周波数164BINの折り返しの選択ピーク信号Ｐ１を物標情報として導出する。
【０１１３】
そのため、信号処理部１８は、周波数1187BINのピーク信号Ｐ１２が実際に存在する物標に対応する信号で、このピーク信号Ｐ１２とＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチングノイズのピーク信号Ｐ０とが干渉（相互変調）して周波数164BINに選択ピーク信号Ｐ１に対応するピーク信号が出現した場合に、選択ピーク信号Ｐ１をゴーストピークと判定して不要物除去処理により除去するだけでなく、それに加えて、信号処理部１８は、周波数859BINの特定ピーク信号Ｐ２が実際に存在する物標に対応する信号で、この特定ピーク信号Ｐ２とピーク信号Ｐ０とが干渉（相互変調）して最終的に周波数164BINに選択ピーク信号Ｐ１に対応するピーク信号が出現する場合も、選択ピーク信号Ｐ１をゴーストピークと判定して不要物除去処理により除去できる。
【０１１４】
また、この不要物除去処理では、図５のステップＳ１０２で説明したＦＦＴ処理により信号処理部１８がレーダ装置の出力対象となる物標に対応するピーク信号の上限周波数までの周波数を含む周波数領域である第１領域と、前記上限周波数よりも高い周波数で前記レーダ装置の出力対象とはならない物標に対応するピーク信号の周波数を含む周波数領域である第２領域との前記ビート信号の信号レベルの値を有し、ＦＦＴ処理により導出されるＦＦＴデータを取得する。そして、取得されたＦＦＴデータはメモリ１８２にＦＦＴデータ１８２ａとして記憶される。
【０１１５】
信号処理部１８は、不要物除去処理を行う際にメモリ１８２からＦＦＴデータ１８２ａを読み出し、この第１領域および第２領域のＦＦＴデータを用いて、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の特定ピーク信号の存在の有無を判定する。このように、物標情報の導出に用いられる第１周波数領域のＦＦＴデータと、物標情報の導出には用いられることがないため、これまではメモリの記憶容量の確保のために削除していた第２領域のＦＦＴデータとを用いてゴーストピークの判定を行い、このゴーストピークに対応する物標情報を除去する不要物除去処理を行うことで、ＦＦＴ処理で導出した全周波数領域のＦＦＴデータを有効活用できる。
【０１１６】
また、ゴーストピークが出現する原因の一つであるＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチングノイズは例えば、1023BINの第２領域の周波数に存在するため、信号処理部１８はＦＦＴデータの第１領域のデータだけでは選択ピーク信号がゴーストのピーク信号か否かを判定できないのに対し、第２領域のデータを第１領域のデータと併せて用いることで、選択ピーク信号がゴーストピークか否かを正確に判定できる。
【０１１７】
また、送信アンテナ１３ａから送信波を出力する一の送信期間（例えば、時刻t0〜t2）と送信アンテナ１３ｂから送信波を出力する他の送信期間（例えば、時刻t2〜t4）とではそれぞれの送信波のビームパターン（ビームパターンＮＡ、および、ビームパターンＢＡ）が異なることを前提に、信号処理部１８は一の送信期間および他の送信期間に対応する複数の期間の第１領域（0〜700BIN）のＦＦＴデータを取得する。そして、信号処理部１８は、一の送信期間および他の送信期間のいずれか一方の期間に対応する第１領域および第２領域（701〜1023BIN）のＦＦＴデータを取得する。
【０１１８】
これは、物標の縦距離や相対速度だけではなく物標の角度を導出するのに用いられる第１領域のみのＦＦＴデータは、位相折り返しが生じても物標の角度を正確に導出できるように送信波のビームパターンが異なる複数の送信期間分に対する反射波の情報（受信信号ＲＸ）を取得する。これに対し第１領域および第２領域のＦＦＴデータは、ゴーストピークの判定処理を行うためのものである。つまり、第１領域および第２領域のＦＦＴデータを用いて物標の角度の導出は行わないため、一つビームパターンに対応する一つの送信期間の情報のみ取得すればよい。その結果、第１領域および第２領域のＦＦＴデータを複数の送信期間分取得することと比べて、メモリ１８２の記憶容量を削減できる。
【０１１９】
また、信号処理部１８が第１領域および第２領域のＦＦＴデータを取得する送信期間は、上述のように例えば、ＵＰ区間前半およびＤＯＷＮ区間の前半の送信信号ＴＸの１回の送信期間の半周期分である。このように、信号処理部１８が不要物除去処理を行うために取得する第１領域および第２領域のＦＦＴデータの取得期間を送信信号ＴＸの１回の送信期間の半周期とすることで、第１領域および第２領域のＦＦＴデータの取得期間を送信信号ＴＸの１周期とするのに比べて、メモリ１８２の記憶容量を削減できる。更に、ゴースト判定にはピーク信号の周波数情報と受信レベル情報を用い、位相情報は必要ないため、第１領域および第２領域のＦＦＴデータを記憶する対象となる受信アンテナは４本中の１本とすることが可能である。これにより更にメモリ１８２の記憶容量を削減できる。
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態のレーダ装置１の信号処理部１８は、第１の実施の形態の主に図８を用いて説明した不要物除去処理に対して、ゴーストピークの判定をより正確に行うために、新たな処理を追加したものである。
【０１２０】
第２の実施の形態のレーダ装置１の構成および処理は、第１の実施の形態とほぼ同様であるが、不要物除去処理の処理内容が一部異なる。以下、図１０〜図１３を用いて相違点を中心に説明する。
【０１２１】
＜３．処理フローチャート＞
図１０および図１１は、第２の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。また、図１２は第２の実施の形態のＦＦＴデータＦＴ２を示す図であり、図１３は、ＬＰＦ１６のフィルタ特性と信号レベルの値の補正割合を示す図である。
【０１２２】
図１０において、信号処理部１８は、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３の処理を行い、ＵＰ区間前半に特定ピーク信号が存在する（ステップＳ２０４がＹｅｓ）場合、特定周波数の周波数から所定周波数（1023BIN）のナイキスト周波数Ｆ２に基づいて折り返した周波数を導出する（ステップＳ２１１）。そして、信号処理部１８は、導出した周波数に応じて特定ピーク信号の信号レベルの値を所定倍する信号レベル補正を行う（ステップＳ２１２）。次に、信号処理部１８は、選択ピーク信号と補正後の特定ピーク信号の信号レベルの値とが所定の関係を満たす場合（例えば、両方のピークの信号レベルの値の差が20dB以上）(ステップＳ２１３がＹｅｓ)の場合、次に図１１に示すステップＳ２０５の処理を行う。
【０１２３】
ここで、図１２および図１３を用いて上述のＵＰ区間前半のＦＦＴデータ内のナイキスト周波数Ｆ２に基づいて折り返した周波数の導出、および、特定ピーク信号の信号レベル補正について具体的に説明する。図１２に示すＦＦＴデータＦＴ２（以下、「データＦＴ２」という。）は、横軸を周波数軸［単位：BIN」、縦軸を信号レベルの値［単位：dB］とするＵＰ区間前半（時刻t0〜t11）のＦＦＴデータであり、横軸において第１領域と第２領域の周波数領域を含むデータである。
【０１２４】
図１２では、信号処理部１８は、ＤＣ-ＤＣコンバータのスイッチングノイズの周波数に対応する周波数1023BINに存在するピーク信号Ｐ０の周波数から、選択ピーク信号の周波数164BIN分離れた周波数（例えば、1023BIN-164BIN=859BIN）とその周波数近傍（例えば、859BINの±1BIN以内）を含む範囲に周波数859BINに特定ピーク信号Ｐ２が存在するため、特定ピーク信号Ｐ２が存在すると判定する（ステップＳ２０４がＹｅｓに対応）。
【０１２５】
次に、信号処理部１８は、この特定ピーク信号Ｐ２から、ナイキスト周波数（1023BIN）に対して折り返した周波数（1023BIN−859BIN＝164BIN、1023BIN＋164BIN＝1187BIN）を導出する（ステップＳ２１１に対応）。そして、信号処理部１８は折り返した周波数1187BINに対応する信号レベルの値の補正割合に応じて、特定ピーク信号Ｐ２の信号レベルを所定倍する（ステップＳ２１２に対応）。
【０１２６】
ここで、図１３のフィルタ特性図（横軸周波数［単位：BIN］、縦軸信号レベルの値［単位：dB］）では、ＬＰＦ１６がビート信号ＢＳをフィルタリングした場合のビート信号における各周波数BINの信号レベルの値を示すレベル線ＬＣが表示されている。そして、特定ピーク信号Ｐ２の周波数がナイキスト周波数に基づいて折り返した場合の周波数である1187BINの信号レベルの値は、レベル線ＬＣ上のポイントＣＰ１の−16dBである。
【０１２７】
そして、信号処理部１８は、1187BINの−16dBのレベルの値を信号レベルの値を補正した後のレベルの値を示す補正後レベル線ＬＣａ上のポイントＣＰ１ａの0dBとする倍率（α倍）で特定ピーク信号Ｐ２の信号レベルの値を所定倍する補正を行う。その結果、図１２に示すように補正前の特定ピーク信号Ｐ２の信号レベルの値（−16dB）が補正後の特定ピーク信号Ｐ２ａの信号レベルの値（0dB）となる。
【０１２８】
次に信号処理部１８は、図１２に示すように選択ピーク信号の信号レベルの値（−22ｄB）と補正後の特定ピーク信号Ｐ２ａの信号レベルの値（0dB）との差が20dB以上（22dB）である（ステップＳ２１３がＹｅｓに対応）ため、次の処理であるステップＳ２０５の処理に進む。
【０１２９】
そして、図１１に戻りステップＳ２０５の処理でＤＯＷＮ区間前半のＦＦＴデータ内に特定ピーク信号が存在する（ステップＳ２０５がＹｅｓ）場合に、上述のＵＰ区間と同様にステップＳ２１４〜ステップＳ２１６において、信号処理部１８は、特定ピーク信号の周波数からナイキスト周波数Ｆ２に対して折り返した周波数に対応する信号レベルの値の補正割合に応じて、特定ピーク信号の信号レベルを所定倍する補正を行う。
【０１３０】
そして、信号処理部１８は、選択ピーク信号の信号レベルの値と補正後の特定ピーク信号の信号レベルの値とが所定の関係を満たす場合に、ステップＳ２０６の処理を行う。つまり、信号処理部１８は選択物標情報に対してゴーストフラグをＯＮ状態とする。ゴーストフラグがＯＮ状態となった物標情報は、レーダ装置１から車両制御装置２へ出力する出力対象から除外される。
【０１３１】
即ち、選択ピーク信号がゴースト信号である場合、その発生原因となった実在する強反射物のピーク信号Ｐ１２はＬＰＦ１６によりそのレベルが大きく低下しているため、ゴーストピークとして発生する選択ピーク信号Ｐ１のレベルも小さくなる。これに対し、選択ピーク信号が実際に存在する物標に対応しているピーク信号である場合は、ＬＰＦ１６によってそのレベルは低下しない。これにより、選択ピーク信号が実際に存在する物標に対応しているピーク信号である場合は、ゴーストピークである場合と比べて大きい信号レベルの値を有しているため、選択ピーク信号はゴーストピークと判定されない。そして、選択ピーク信号の信号レベルの値と補正後の特定ピーク信号の信号レベルの値とが所定の関係を満たす場合に、選択ピーク信号に対応する物標情報をレーダ装置の出力対象から除外することで、ゴーストピークであるか否かをより正確に特定できる。
【０１３２】
なお、信号処理部１８はステップＳ２１３およびステップＳ２１６において、選択ピーク信号の信号レベルの値と、補正後の特定ピーク信号意の信号レベルの値とが所定の関係を満たさない（例えば、両方の信号レベルの値の差が20dB未満の）（ステップＳ２１３がＮｏ、ステップＳ２１６がＮｏ）場合、第１の実施の形態で説明したステップＳ２０７の処理を行う。
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態のレーダ装置１の信号処理部１８は、第１の実施の形態の主に図８を用いて説明した不要物除去処理に対して、前回処理でゴーストフラグがＯＮ状態となった物標情報に対して今回処理において時間的に連続性を有する物標情報が導出された場合の処理を追加したものである。
【０１３３】
第３の実施の形態のレーダ装置１の構成および処理は、第１の実施の形態とほぼ同様であるが、不要物除去処理の処理内容が一部異なる。以下、図１４〜図１５を用いて相違点を中心に説明する。
【０１３４】
＜４．処理フローチャート＞
図１４および図１５は、第３の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。信号処理部１８は、今回の物標導出処理において、図６のステップＳ１０８の連続性判定処理で過去対応ペアデータ、および、新規ペアデータのうちいずれかのペアデータと判定されて、ステップＳ１１０のフィルタ処理で、フィルタリングされた複数の物標情報のうち１つの物標情報を選択する。そして、信号処理部１８は選択物標情報が新規物標情報か否かを判定し（ステップＳ２０１）、新規物標情報（ステップＳ２０１がＹｅｓ）の場合、第１の実施の形態で説明した処理を行う。
【０１３５】
そして、選択物標情報が新規物標情報でない（ステップＳ２０１がＮｏ）場合、信号処理部１８は、第３の実施の形態の処理を行う。つまり、信号処理部１８は今回処理の選択物標情報が前回処理でゴーストフラグがＯＮ状態となった物標情報と時間的な連続性を有する物標情報か否かを判定する（ステップＳ３０１）。そして、今回処理の選択物標情報が前回処理でゴーストフラグＯＮ状態となった物標情報と時間的な連続性を有する物標情報（ステップＳ３０１がＹｅｓ）の場合、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理を行う。
【０１３６】
なお、今回処理の選択物標情報が前回処理のゴーストフラグＯＦＦ状態の物標と時間的な連続性を有する（ステップＳ３０１がＮｏ）場合、信号処理部１８は、図１５に示すステップＳ３０９の処理を行う。つまり、信号処理部１８は、実施の形態１で示した図８のステップＳ２０７の処理と同様に全ての物標情報に対して不要物除去処理を実施したか否かを判定し（ステップＳ３０９）、全ての物標情報に対して不要物除去処理を実施した（ステップＳ３０９がＹｅｓ）場合は、不要物除去処理を終了して次の結合処理（ステップＳ１１５）を行う。なお、全ての物標情報に対して不要物除去処理を実施していない場合（ステップＳ３０９がＮｏ）場合は、ステップＳ２０１の処理に戻り不要物除去処理がまだ実施されていない他の物標情報に対して不要物除去処理を実施する。
【０１３７】
図１４に戻りステップＳ３０２〜Ｓ３０５の処理は、第１の実施の形態の図８で説明したステップＳ２０２からステップＳ２０５（図１４に示すステップＳ２０２〜ステップＳ２０５）の処理と同様の処理である。つまり、ステップＳ３０２からＳ３０５の処理で信号処理部１８は、前回処理でゴーストフラグがＯＮ状態とされた物標情報と時間的な連続性を有する今回処理の選択物標情報が、ゴーストフラグがＯＮとなる条件を満たしているか否かを判定し、条件を満たしている（ステップＳ３０５がＹｅｓ）場合、図１５に示すステップＳ３０６の処理を行う。なお、ゴーストフラグがＯＮ状態となる条件を満たしていない（ステップＳ３０４がＮｏ、および、ステップＳ３０５がＮｏのいずれか一方の）場合、信号処理部１８はステップＳ３１０の処理を行う。
【０１３８】
そして、図１５のステップＳ３０６の処理で、信号処理部１８は、最初にゴーストフラグがＯＮ状態とされた後に、物標情報がゴーストフラグＯＮ状態となる条件を満たした回数に応じてカウンタをインクリメントする処理を行う（ステップＳ３０６）。
【０１３９】
次に、信号処理部１８はカウンタが所定カウント値（例えば、カウント値３）か否かを判定する（ステップＳ３０７）。そして、信号処理部１８は、カウント値が３（ステップＳ３０７がＹｅｓ）の場合、対象の選択物標情報のレーダ装置１から車両制御装置２への出力除外を確定する（ステップＳ３０８）。このように、１回の物標導出処理でゴーストフラグがＯＮ状態となった物標情報に対して、以降の複数回の物標導出処理で時間的な連続性のある物標情報に対して、ゴーストの物標情報であると判定される全ての条件を満たしてゴーストフラグがＯＮ状態と判定された場合は、カウンタをインクリメントする。そして、例えば、ゴーストフラグがＯＮ状態となった後、３回の連続する物標導出処理で、ゴーストフラグがＯＮ状態となる条件を満たした場合に当該選択物標情報の出力除外を確定するものである。
【０１４０】
なお、ステップＳ３１０の処理において、上述のように信号処理部１８が、今回処理を含む以降の所定回数（例えば、３回）の物標導出処理において、前回処理でゴーストフラグがＯＮ状態となり出力対象から除外された物標情報と同一の物標情報に対応する特定ピーク信号が存在しない（ステップＳ３０４がＮｏ、および、ステップＳ３０５がＮｏのいずれか一方）と判定した場合、選択物標情報のゴーストフラグはＯＦＦ状態となり、選択物標情報はレーダ装置１の出力対象となる。このように、一回の処理で出力対象から除外された物標情報に対して、以降の処理でゴーストのピーク信号に対応する物標情報か否かを所定回数判定し、判定条件を満たさない場合は、レーダ装置の出力対象とすることで、実際には存在している物標を誤ってゴーストのピーク信号に対応する物標を出力対象から除外することを防止できる。そして、ステップＳ３１０の処理の後、信号処理部１８はステップＳ３０９の処理を行う。
【０１４１】
＜第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態のレーダ装置１の信号処理部１８は、第２の実施の形態の主に図１０および図１１を用いて説明した不要物除去処理に対して、第３の実施の形態で説明した前回処理でゴーストフラグがＯＮ状態となった物標情報に対して今回処理において時間的な連続性を有する物標情報が導出された場合の処理を追加したものである。
【０１４２】
第４の実施の形態のレーダ装置１の構成および処理は、第２及び第３の実施の形態とほぼ同様であるが、不要物除去処理の処理内容が一部異なる。以下、図１６〜図１８を用いて相違点を中心に説明する。
【０１４３】
＜５．処理フローチャート＞
図１６、図１７、および、図１８では、第４の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。これらの処理フローチャートでは、上述の第３の実施の形態の処理フローチャート図１４および図１５に対して、第２の実施の形態で説明したステップＳ２０４のＵＰ区間前半の特定ピーク信号が存在する（ステップＳ２０４がＹｅｓ）の場合、以降の処理であるステップＳ２１１〜ステップＳ２１３の処理と、ステップＳ２０５のＤＯＷＮ区間前半の特定ピーク信号が存在する（ステップＳ２０５がＹｅｓ）の場合、以降の処理であるステップＳ２１４〜ステップＳ２１６の処理を追加したものである。
【０１４４】
具体的には、図１６に示すステップＳ３０４のＵＰ区間前半の特定ピーク信号が存在する（ステップＳ２０４がＹｅｓ）の場合、以降の処理でステップＳ２１１〜ステップＳ２１３と同様の処理であるステップＳ３１１〜ステップＳ３１３の処理が実施される。また、図１８に示すステップＳ３０５のＤＯＷＮ区間前半の特定ピーク信号が存在する（ステップＳ３０５がＹｅｓ）の場合、以降の処理でステップＳ２１４〜ステップＳ２１６と同様の処理であるステップＳ３１４〜ステップＳ３１６の処理が実行される。これにより、選択物標情報を構成する選択ピークの周波数および信号レベルの情報からゴーストの物標情報か否かを判定できる。そして、複数回の連続する物標導出処理で更に判定することで、ゴーストの物標情報か否かをより正確に判定でき、ゴーストの物標情報をレーダ装置１の出力対象から確実に除外し、ゴーストではない出力すべき物標情報をレーダ装置１の出力対象とできる。
【０１４５】
なお、図１６のステップＳ２０１〜ステップＳ２０４およびステップＳ２１１〜ステップＳ２１３の処理は、第２の実施の形態で図１０の処理フローチャートで説明した処理と同様の処理であり、図１７のステップＳ２０５〜ステップＳ２０６、および、ステップＳ２１４〜ステップＳ２１６の処理は、第２の実施の形態で図１１の処理フローチャートで説明した処理と同様の処理である。
【０１４６】
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。なお、上記実施の形態で説明した形態、および、以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。
【０１４７】
上記実施の形態において、不要物除去処理は１周期目のＵＰ区間前半（時刻t0〜t11）のＦＦＴデータとＤＯＷＮ区間前半（時刻t1〜t12）のＦＦＴデータに対して処理を行うことを例に説明したが、不要物除去処理の対象の区間はこれ以外の区間のＦＦＴデータに対して処理を行ってもよく、例えば、１周期目のＵＰ区間後半（時刻t11〜t1）のＦＦＴデータとＤＯＷＮ区間後半（時刻t12〜t2）のＦＦＴデータに対して処理を行ってもよい。また、２周期目の各区間の前半および後半のＦＦＴデータや、さらに各区間の前半と後半とを併せた区間のＦＦＴデータに対して処理を行ってもよい。
【０１４８】
また、上記実施の形態において、ステップ１１４の不要物除去処理は、物標情報が導出された後に実施される処理として説明し、選択ピーク信号がゴーストピークの場合は、選択ピーク信号に対応する選択物標情報をレーダ装置１からの出力対象とはせずに除去する処理について説明した。これ以外にも例えば、ステップＳ１０２のＦＦＴ処理が行われた後で、今回の処理で物標情報が導出前に選択ピーク信号に対してゴーストピークか否かの判定を行い、ゴーストピークと判定された場合は、当該選択ピークを除去する処理を行うようにしてもよい。
【０１４９】
また、上記実施の形態において、ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング周波数に対応するピーク信号Ｐ０の周波数をナイキスト周波数Ｆ２と同じ1023BINとして説明したが、スイッチング周波数が変われば、それに応じてピーク信号Ｐ０の周波数も変わるため、ピーク信号Ｐ０の周波数が1023BIN以外の周波数であってもよい。その場合、図９に示すピーク信号Ｐ０、強反射物のピーク信号Ｐ１２、ナイキスト周波数Ｆ２、その折り返しの特定ピーク信号Ｐ２、ゴーストとなる選択ピーク信号Ｐ１の位置関係や周波数差が異なってくるが、同様の手法でゴースト判定を行なえばよい。この場合、ノイズのピーク信号Ｐ０と強反射物のピーク信号Ｐ１２の折り返しの特定ピーク信号Ｐ２との差分周波数ΔＦは選択ピーク信号Ｐ１の周波数Ｆｐ１と一致しないが、ΔＦとＦｐ１の関係が上記したゴーストとなる関係を有する場合に「選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在する」ことに該当する。
【０１５０】
また、上記第２の実施の形態において、選択ピーク信号の信号レベルの値と補正後の特定ピーク信号の信号レベルの値とが所定の関係を満たす場合の所定の関係とは、例えば、選択ピーク信号の信号レベルの値と補正後の特定ピーク信号の信号レベルの値との差が20dB以上であるとして説明したが、これ以外にも両方の信号レベルの値の比が所定比以上の関係にある場合や両方の信号レベルの値が所定倍以上の関係にある場合など他に両者の関係を特定できるものであれば、上記以外のものであってもよい。
【０１５１】
また、上記の実施の形態において、レーダ装置１の角度方向推定はＥＳＰＲＩＴとして説明したが、これ以外にもＤＢＦ（Digital Beam Forming)、ＰＲＩＳＭ（Propagator method based on an Improved Spatial-smoothing Matrix)、および、ＭＵＳＩＣ(Multiple Signal Classification)などのうちいずれか一のアルゴリズムを用いてもよい。
【０１５２】
また、上記実施の形態において、レーダ装置１は、車両に搭載する以外の各種用途（例えば、飛行中の航空機および航行中の船舶の監視の少なくともいずれか１つ）に用いてもよい。
【符号の説明】
【０１５３】
１・・・・・レーダ装置
１０・・・・車両制御システム
１１・・・・信号生成部
１２・・・・発振器
１３・・・・送信アンテナ
１４・・・・受信アンテナ
１５・・・・ミキサ
１６・・・・ＬＰＦ
１７・・・・ＡＤ変換部
１８・・・・信号処理部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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