(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する送受信手段と、
上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を用いて、上記送受信手段の受信信号をパルス圧縮し、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成するレンジドップラマップ生成手段と、
上記レンジドップラマップ生成手段により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出するピーク検出手段と、
上記ピーク検出手段により検出されたピークに対応するドップラ周波数が、当該ピークに対応する距離、自車両から静止物までの垂直距離、自車両の速度に基づいて計算されるドップラ周波数と等しい場合に、上記ピークに係る物体が静止物であると認定する静止物判定手段とを備え、
上記静止物判定手段は、上記ピーク検出手段により検出された１以上のピークのうち、ドップラ周波数が０であるピークの中で、距離が最も短いピークを特定し、当該ピークの信号電力が所定値以上であれば、当該ピークに対応する距離が静止物までの垂直距離であると推定し、当該垂直距離を用いてドップラ周波数を計算することを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する送受信手段と、
上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を用いて、上記送受信手段の受信信号をパルス圧縮し、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成するレンジドップラマップ生成手段と、
上記レンジドップラマップ生成手段により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出するピーク検出手段と、
上記ピーク検出手段により検出されたピークに対応するドップラ周波数が、当該ピークに対応する距離、自車両から静止物までの垂直距離、自車両の速度に基づいて計算されるドップラ周波数と等しい場合に、上記ピークに係る物体が静止物であると認定する静止物判定手段とを備え、
上記静止物判定手段は、予め観測されている静止物までの垂直距離を用いてドップラ周波数を計算することを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する送受信手段と、
上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を用いて、上記送受信手段の受信信号をパルス圧縮し、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成するレンジドップラマップ生成手段と、
上記レンジドップラマップ生成手段により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出するピーク検出手段と、
上記ピーク検出手段により検出されたピークに対応するドップラ周波数が、当該ピークに対応する距離、自車両から静止物までの垂直距離、自車両の速度に基づいて計算されるドップラ周波数と等しい場合に、上記ピークに係る物体が静止物であると認定する静止物判定手段とを備え、
上記静止物判定手段は、上記ピーク検出手段により検出されたピーク毎に、ピークに対応するドップラ周波数が、当該ピークに対応する距離、事前に設定した自車両から静止物までの垂直距離、自車両の速度に基づいて計算されるドップラ周波数と等しい場合に、当該ピークに係る物体が静止物であると判定する一方、
上記ピーク検出手段により検出された全てのピークに対応するドップラ周波数が、当該ピークに対応する距離、事前に設定した自車両から静止物までの垂直距離、自車両の速度に基づいて計算されるドップラ周波数と異なる場合に、当該垂直距離を変更し、変更後の垂直距離を用いて計算されたドップラ周波数が、ピークに対応するドップラ周波数と等しい場合に、当該ピークに係る物体が静止物であると判定する
ことを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別することができるレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  周波数変調連続波（ＦＭＣＷ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式の従来のレーダ装置では、図９に示すように、一定の周波数幅で周波数が線形に増減する三角波状の送信信号を生成し、その送信信号をレーダ波として空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記送信信号の散乱波を受信する。  そして、送信信号と受信信号をミキシングしてビート信号を生成し、そのビート信号をフーリエ変換することで、そのビート信号の周波数（ビート周波数）に応じた複素振幅（ビートスペクトル）を算出する。【０００３】  また、従来のＦＭＣＷレーダ装置は、ビート信号のビート周波数を算出すると、送信信号の周波数が増加するアップチャープ時及び周波数が減少するダウンチャープ時の各掃引区間毎に、そのビート周波数を特定し、アップチャープ時のビート周波数ｆｕｐ及びダウンチャープ時のビート周波数ｆｄｏｗｎに基づいて、下記の式（１）〜（４）に示すように、目標との距離Ｒや相対速度Ｖを算出する。【０００４】
0005972402.tif 000002
0005972402.tif 000003
0005972402.tif 000004
0005972402.tif 000005
【０００５】
ただし、Ｂは送信信号の周波数変位幅（掃引帯域幅）、ｆ０は送信信号の中心周波数、Ｔは１周期の変調に要する時間（掃引時間）である。
また、Ｖは自車と目標との相対速度を表し、接近する方向を＋の周波数とする。Ｃは光速である。
なお、変調時間Ｔは短い時間であるとして、目標との距離Ｒ及び相対速度Ｖはアップチャープやダウンチャープ間で変化しないという前提がある。
【０００６】  これにより、目標との距離Ｒや相対速度Ｖを算出することができるが、上記のＦＭＣＷレーダ装置を用いて、移動物と静止物を区別する技術が下記の特許文献１に開示されている。  特許文献１に開示されているレーダ装置では、移動物と静止物を区別するために、自車が速度−Ｖａで進行している場合、静止物は相対速度Ｖａで接近して、式（４）に示す相対速度ＶがＶａになることを利用するものである。  即ち、アップチャープ時のビートスペクトルのピーク、または、ダウンチャープ時のビートスペクトルのピークの少なくとも一方を所定の周波数シフト量だけシフトさせて、ピークが対応するアップチャープ時のビートスペクトルとダウンチャープ時のビートスペクトルとのスペクトルマッチ度を算出し、そのスペクトルマッチ度が高ければ、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１４７１０２号公報（段落番号［００１７］から［００１９］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  従来のレーダ装置は以上のように構成されているので、ピークが対応するアップチャープ時のビートスペクトルとダウンチャープ時のビートスペクトルとのスペクトルマッチ度を算出すれば、そのピークに係る物体が静止物であるか否かを判定することができる。しかし、スペクトルマッチ度の算出処理は演算量が多いため、検出ピークの数が多い場合、演算負荷が大きくなってしまう課題があった。  また、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置に特化されるものであり、例えば、パルス信号をレーダ波として利用するレーダ装置には適用することができない課題があった。【０００９】  この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、検出ピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができるレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るレーダ装置は、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきたパルス信号の散乱波を受信する送受信手段と、パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を用いて、送受信手段の受信信号をパルス圧縮し、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成するレンジドップラマップ生成手段と、レンジドップラマップ生成手段により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出するピーク検出手段とを設け、静止物判定手段が、ピーク検出手段により検出されたピークに対応するドップラ周波数が、当該ピークに対応する距離、自車両から静止物までの垂直距離、自車両の速度に基づいて計算されるドップラ周波数と等しい場合に、そのピークに係る物体が静止物であると認定するようにしたものである。
また、静止物判定手段が、ピーク検出手段により検出された１以上のピークのうち、ドップラ周波数が０であるピークの中で、距離が最も短いピークを特定し、当該ピークの信号電力が所定値以上であれば、当該ピークに対応する距離が静止物までの垂直距離であると推定し、当該垂直距離を用いてドップラ周波数を計算するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、静止物判定手段が、ピーク検出手段により検出されたピークに対応するドップラ周波数が、当該ピークに対応する距離、自車両から静止物までの垂直距離、自車両の速度に基づいて計算されるドップラ周波数と等しい場合に、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、ピーク検出手段により検出されるピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ装置を示す構成図である。
【図２】レンジドップラマップの生成例を示す模式図である。
【図３】図１のレーダ装置が前方（例えば、バンパーの近傍）に設置されている自車両と静止物（自車両の進行方向と平行に設置されているガードレール（反射体））との位置関係を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態３によるレーダ装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４によるレーダ装置を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるレーダ装置の静止物判定処理部４４の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態５によるレーダ装置の静止物判定処理部４４の処理内容を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態６によるレーダ装置を示す構成図である。
【図９】一定の周波数幅で周波数が線形に増減する三角波状の送信信号を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。実施の形態１．  図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置を示す構成図である。  図１において、パルス信号生成部１はパルス信号（一定の幅を有するベースバンド帯のパルス状の変調波形）をパルス繰り返し周期（ＰＲＩ：Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）で繰り返し生成する信号源である。なお、パルス信号生成部１はパルス信号生成手段を構成している。  ここでは、パルス状の変調波形を想定しているが、その他にも、例えば、周波数が時間に比例して増加する線形周波数変調（チャープ変調）波形、位相が時間と一緒に変化する位相符号変調波形や、連続波であるＣＷ信号の周波数が時間と一緒に変化する周波数変調波形などがある。
【００１４】  基準信号生成部２は所定の連続波形を有する基準信号を生成する信号源である。  送信周波数変換部３は例えば乗算器などから構成されており、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯（ベースバンド帯）からＲＦ帯（高周波帯）に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を出力する処理を実施する。  送信増幅部４は例えばアンプなどから構成されており、送信周波数変換部３から出力されたＲＦ帯のパルス信号を増幅する処理を実施する。
【００１５】  サーキュレータ５は送信増幅部４により増幅されたＲＦ帯のパルス信号を送受信アンテナ６に出力する一方、送受信アンテナ６の受信信号を受信増幅部７に出力する信号経路切替器である。  送受信アンテナ６はサーキュレータ５から出力されたＲＦ帯のパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する機器である。  受信増幅部７は例えばアンプなどから構成されており、サーキュレータ５から出力された送受信アンテナ６の受信信号を増幅する処理を実施する。
【００１６】  受信周波数変換部８は例えば乗算器などから構成されており、受信増幅部７により増幅された受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号を出力する処理を実施する。  ＡＤ変換部９は受信周波数変換部８から出力されたＩＦ帯の受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を実施する。  なお、基準信号生成部２、送信周波数変換部３、送信増幅部４、サーキュレータ５、送受信アンテナ６、受信増幅部７、受信周波数変換部８及びＡＤ変換部９から送受信手段が構成されている。
【００１７】  信号処理器１０はＡＤ変換部９から出力されたディジタルの受信信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する処理を実施する。  図１の例では、信号処理器１０の構成要素であるパルス圧縮処理部１１、パルスヒット間積分処理部１２、ピーク検出処理部１３及び静止物判定処理部１４のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、信号処理器１０がコンピュータで構成されていてもよい。  信号処理器１０がコンピュータで構成されている場合、パルス圧縮処理部１１、パルスヒット間積分処理部１２、ピーク検出処理部１３及び静止物判定処理部１４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００１８】  パルス圧縮処理部１１はパルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、ＡＤ変換部９から出力された受信信号をパルス圧縮する処理を実施する。  パルスヒット間積分処理部１２はパルス圧縮処理部１１によるパルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する処理を実施する。  なお、パルス圧縮処理部１１及びパルスヒット間積分処理部１２からレンジドップラマップ生成手段が構成されている。
【００１９】  ピーク検出処理部１３はパルスヒット間積分処理部１２により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出する処理を実施する。なお、ピーク検出処理部１３はピーク検出手段を構成している。  静止物判定処理部１４はピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、上記ピークに係る物体が静止物であると認定する処理を実施する。なお、静止物判定処理部１４は静止物判定手段を構成している。
【００２０】  次に動作について説明する。  まず、パルス信号生成部１は、パルス信号（一定の幅を有するベースバンド帯のパルス状の変調波形）をＰＲＩで繰り返し生成する。  また、基準信号生成部２は、所定の連続波形を有する基準信号を生成する。
【００２１】  送信周波数変換部３は、パルス信号生成部１がパルス信号を生成すると、そのパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を送信増幅部４に出力する。  送信増幅部４は、送信周波数変換部３からＲＦ帯のパルス信号を受けると、そのパルス信号を増幅し、増幅後のＲＦ帯のパルス信号をサーキュレータ５に出力する。
【００２２】  サーキュレータ５は、送信増幅部４から増幅後のＲＦ帯のパルス信号を受けると、そのパルス信号を送受信アンテナ６に出力する。  これにより、送受信アンテナ６からＲＦ帯のパルス信号が空間に放射される。空間に放射されたパルス信号の一部は目標に反射され、目標に反射されたパルス信号の散乱波が送受信アンテナ６に受信される。  サーキュレータ５は、送受信アンテナ６の受信信号を受信増幅部７に出力する。
【００２３】  受信増幅部７は、サーキュレータ５から送受信アンテナ６の受信信号を受けると、その受信信号を増幅し、増幅後の受信信号を受信周波数変換部８に出力する。  受信周波数変換部８は、受信増幅部７から増幅後の受信信号を受けると、その受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号をＡＤ変換部９に出力する。  ＡＤ変換部９は、受信周波数変換部８からＩＦ帯の受信信号を受けると、その受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。
【００２４】  信号処理器１０は、ＡＤ変換部９からディジタルの受信信号を受けると、その受信信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する。  以下、信号処理器１０の処理内容を具体的に説明する。  信号処理器１０のパルス圧縮処理部１１は、ＡＤ変換部９からディジタルの受信信号を受けると、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、その受信信号をパルス圧縮する処理（相関処理）を実施する。
【００２５】  信号処理器１０のパルスヒット間積分処理部１２は、パルス圧縮処理部１１からパルス圧縮後の受信信号を受けると、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット方向にＦＦＴ（高速フーリエ変換）、あるいは、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）を実施して、その変換結果の絶対値の二乗を取ることで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する。  ここで、図２はレンジドップラマップの生成例を示す模式図である。  レンジドップラマップには、目標である移動物に係るピーク（信号電力のピーク）だけではなく、静止物等に係るピークが発生する。  この実施の形態１では、距離及びドップラ周波数のアンビギュイティが存在しないものとして、以下の説明を行う。
【００２６】  信号処理器１０のピーク検出処理部１３は、パルスヒット間積分処理部１２がレンジドップラマップを生成すると、そのレンジドップラマップの中で、信号電力が所定の閾値以上のピークを検出する。  ここでの閾値は固定値を用いるようにしてもよいが、目標以外を検出する確率（誤警報確率）を一定にするＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ ：誤警報確率一定）処理等を実施することで、レンジドップラ範囲毎に、可変の閾値を用いるようにしてもよい。
【００２７】  信号処理器１０の静止物判定処理部１４は、ピーク検出処理部１３が１以上のピークを検出すると、各ピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、当該ピークに係る物体が静止物であると認定する。  以下、静止物判定処理部１４による判定処理を具体的に説明する。
【００２８】  図３は図１のレーダ装置が前方（例えば、バンパーの近傍）に設置されている自車両と静止物（自車両の進行方向と平行に設置されているガードレール（反射体））との位置関係を示す説明図である。  図３の例では、自車両の進行方向と平行にガードレール（反射体）などの静止物が存在しており、自車両から垂直方向の距離（以下、「垂直距離」と称する）がｘ、自車両から平行方向の距離（以下、「平行距離」と称する）がｙである位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物に着目すると、自車両から静止物までの距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄは、下記の式（５）及び式（６）のように表される。
【００２９】
0005972402.tif 000006
0005972402.tif 000007
ただし、Ｖａは自車両の速度である。
【００３０】  例えば、式（５）をｙについて解いて、式（６）に代入すると、下記の式（７）が得られる。0005972402.tif 000008
【００３１】  ピーク検出処理部１３により検出されたピークが、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物に係るピークである場合、そのピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄは、式（７）で関係付けられる。  このため、自車両から静止物までの垂直距離ｘが分かれば、ピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが式（７）を満足しているか否かを判定する。式（７）を満足していれば、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足していることになるため、そのピークに係る物体は静止物であると認定する。  一方、式（７）を満足していなければ、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足していないため、そのピークに係る物体は移動物であると認定する。  したがって、ピークに係る物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別するには、事前に、自車両から静止物までの垂直距離ｘを特定する必要がある。
【００３２】  以下、自車両から静止物までの垂直距離ｘの特定方法の一例について説明する。［垂直距離ｘの特定方法１］  垂直距離ｘの特定方法１は、レーダの真横に存在している物体からの反射は鏡面反射となって、非常に高い反射電力を示すことを利用する方法である。  ピーク検出処理部１３により検出された１以上のピークのうち、ドップラ周波数ｆｄが０であるピークの中で、距離Ｒが最も短いピークを特定する。  式（５）より、距離Ｒが最も短くなる条件はｙ＝０であり（Ｒ＝ｘ）、ｙ＝０の場合、式（６）より、ｆｄ＝０である。このため、ドップラ周波数ｆｄが０であるピークは、レーダの真横に存在している物体に係るものであると言える。  そして、ドップラ周波数ｆｄが０であるピークの中で、距離Ｒが最も短いピークの信号電力が所定値以上であれば、レーダの真横に存在している物体からの反射である可能性が極めて高いので、そのピークに対応する距離Ｒ（＝ｘ）が静止物までの垂直距離ｘであると推定する。  なお、ピークの信号電力と比較する所定値としては、実験により観測された値等が用いられる。
【００３３】［垂直距離ｘの特定方法２］  例えば、目標の追尾機能等を実装しているような場合には、予め、目標の追尾処理を実施することで、自車両から静止物までの垂直距離ｘを観測する方法が考えられる。
【００３４】  以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、静止物判定処理部１４が、ピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、ピーク検出処理部１３により検出されるピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。
【００３５】  即ち、式（７）を満足しているか否かを判定する簡単な処理だけで、ピークに係る物体が静止物であると認定することができ、従来例のように、演算量が多いスペクトルマッチ度の算出処理を実施する必要がないため、検出ピークの数が多い場合でも、演算負荷の増大を防ぐことができる。  また、この実施の形態１では、従来例と異なり、パルス信号をレーダ波として利用するレーダ装置に適用することができる。
【００３６】  この実施の形態１では、静止物が直線状のガードレールである例を示したが、静止物であるガードレールが湾曲している場合、自車両のヨーレートから曲率を推定し、その曲率を持つ曲線上にガードレールが存在していると仮定すれば、この実施の形態１に記述している方法で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる。
【００３７】実施の形態２．  上記実施の形態１では、静止物判定処理部１４が、自車両から静止物までの垂直距離ｘを特定し、その垂直距離ｘを用いて、ピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定するものを示したが、自車両から静止物までの垂直距離ｘを特定せずに、ピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定するようにしてもよい。  具体的には、以下の通りである。
【００３８】  この実施の形態２では、ガードレールなどの静止物が、自車両から所定の距離以内に存在していることを前提とするものである。  例えば、自車両から静止物までの垂直距離ｘが２メートルから１０メートルの範囲以内に存在していることを前提とする。ただし、２メートルや１０メートルの数値は、あくまでも一例である。  この場合、最初の段階では、例えば、静止物判定処理部１４が、垂直距離ｘが“２”であるとして、ピーク検出処理部１３により検出されたピーク毎に、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する。  このとき、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているピークが存在していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。
【００３９】  一方、全てのピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足していなければ、静止物判定処理部１４が、垂直距離ｘを所定の微小距離Δｘ（例えば、Δｘ＝５０ｃｍ）だけ変更する。  静止物判定処理部１４は、垂直距離がｘ＋Δｘ（例えば、２．５メートル）であるとして、ピーク検出処理部１３により検出されたピーク毎に、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する。  このとき、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているピークが存在していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。
【００４０】  全てのピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足していなければ、以降、変更後の垂直距離ｘ＋Δｘが１０メートルに到達するまで順次変更し、垂直距離がｘ＋Δｘであるとして、ピーク検出処理部１３により検出されたピーク毎に、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する。
【００４１】  なお、微小距離Δｘが大きいと、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているピークが見つからない可能性があるので、微小距離Δｘはできるだけ小さい値であることが望ましいが、微小距離Δｘを小さくし過ぎると、演算量が増えてしまうことになる。  そこで、微小距離Δｘを適度な大きさにし（例えば、Δｘ＝５０ｃｍ）、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を完全に満足していない場合でも、幾何学的な位置関係のずれが所定の許容値の範囲内であれば、幾何学的な位置関係を満足していると判定するようにする。
【００４２】  以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、静止物判定処理部１４が、ピーク検出処理部１３により検出されたピーク毎に、事前に設定された垂直距離ｘを用いて、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する一方、ピーク検出処理部１３により検出された全てのピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、幾何学的な位置関係を満足していなければ、その垂直距離ｘを変更し、変更後の垂直距離ｘ＋Δｘを用いて、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定するように構成したので、事前に、自車両から静止物までの垂直距離ｘを特定することなく、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。
【００４３】実施の形態３．  上記実施の形態１では、距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄのアンビギュイティが存在しないことを前提するものを示したが、実際には、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄのいずれかにアンビギュイティが発生することが多い。  そこで、この実施の形態３では、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄのいずれかにアンビギュイティが発生していても、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定できる例を説明する。
【００４４】  図４はこの発明の実施の形態３によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。  送信周波数変換部３−１は例えば乗算器などから構成されており、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を出力する処理を実施する。  送信増幅部４−１は例えばアンプなどから構成されており、送信周波数変換部３−１から出力されたＲＦ帯のパルス信号を増幅する処理を実施する。
【００４５】  サーキュレータ５−１は送信増幅部４−１により増幅されたＲＦ帯のパルス信号を送受信アンテナ６−１に出力する一方、送受信アンテナ６−１の受信信号を受信増幅部７−１に出力する信号経路切替器である。  送受信アンテナ６−１はサーキュレータ５−１から出力されたＲＦ帯のパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する機器である。  受信増幅部７−１は例えばアンプなどから構成されており、サーキュレータ５−１から出力された送受信アンテナ６−１の受信信号を増幅する処理を実施する。
【００４６】  受信周波数変換部８−１は例えば乗算器などから構成されており、受信増幅部７−１により増幅された受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号を出力する処理を実施する。  ＡＤ変換部９−１は受信周波数変換部８−１から出力されたＩＦ帯の受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を実施する。  なお、基準信号生成部２、送信周波数変換部３−１、送信増幅部４−１、サーキュレータ５−１、送受信アンテナ６−１、受信増幅部７−１、受信周波数変換部８−１及びＡＤ変換部９−１から送受信手段が構成されている。
【００４７】  送信周波数変換部３−２は例えば乗算器などから構成されており、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を出力する処理を実施する。  送信増幅部４−２は例えばアンプなどから構成されており、送信周波数変換部３−２から出力されたＲＦ帯のパルス信号を増幅する処理を実施する。
【００４８】  サーキュレータ５−２は送信増幅部４−２により増幅されたＲＦ帯のパルス信号を送受信アンテナ６−２に出力する一方、送受信アンテナ６−２の受信信号を受信増幅部７−２に出力する信号経路切替器である。  送受信アンテナ６−２はサーキュレータ５−２から出力されたＲＦ帯のパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する機器である。  受信増幅部７−２は例えばアンプなどから構成されており、サーキュレータ５−２から出力された送受信アンテナ６−２の受信信号を増幅する処理を実施する。
【００４９】  受信周波数変換部８−２は例えば乗算器などから構成されており、受信増幅部７−２により増幅された受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号を出力する処理を実施する。  ＡＤ変換部９−２は受信周波数変換部８−２から出力されたＩＦ帯の受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を実施する。  なお、基準信号生成部２、送信周波数変換部３−２、送信増幅部４−２、サーキュレータ５−２、送受信アンテナ６−２、受信増幅部７−２、受信周波数変換部８−２及びＡＤ変換部９−２から送受信手段が構成されている。
【００５０】  信号処理器２０はＡＤ変換部９−１，９−２から出力されたディジタルの受信信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する処理を実施する。  図４の例では、信号処理器２０の構成要素であるパルス圧縮処理部１１−１，１１−２、パルスヒット間積分処理部１２−１，１２−２、ピーク検出処理部１３−１，１３−２、測角処理部２１及び静止物判定処理部２２のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、信号処理器２０がコンピュータで構成されていてもよい。  信号処理器２０がコンピュータで構成されている場合、パルス圧縮処理部１１−１，１１−２、パルスヒット間積分処理部１２−１，１２−２、ピーク検出処理部１３−１，１３−２、測角処理部２１及び静止物判定処理部２２の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００５１】  パルス圧縮処理部１１−１はパルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、ＡＤ変換部９−１から出力された受信信号をパルス圧縮する処理を実施する。  パルスヒット間積分処理部１２−１はパルス圧縮処理部１１−１によるパルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する処理を実施する。  なお、パルス圧縮処理部１１−１及びパルスヒット間積分処理部１２−１からレンジドップラマップ生成手段が構成されている。  ピーク検出処理部１３−１はパルスヒット間積分処理部１２−１により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出する処理を実施する。なお、ピーク検出処理部１３−１はピーク検出手段を構成している。
【００５２】  パルス圧縮処理部１１−２はパルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、ＡＤ変換部９−２から出力された受信信号をパルス圧縮する処理を実施する。  パルスヒット間積分処理部１２−２はパルス圧縮処理部１１−２によるパルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する処理を実施する。  なお、パルス圧縮処理部１１−２及びパルスヒット間積分処理部１２−２からレンジドップラマップ生成手段が構成されている。  ピーク検出処理部１３−２はパルスヒット間積分処理部１２−２により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出する処理を実施する。なお、ピーク検出処理部１３−２はピーク検出手段を構成している。
【００５３】  測角処理部２１はピーク検出処理部１３−１により検出されたピークとピーク検出処理部１３−２により検出されたピークとの位相差を用いて、アンテナ６−１，６−２に対する散乱波の入射角度を測角する処理を実施する。なお、測角処理部２１は測角手段を構成している。  静止物判定処理部２２はピーク検出処理部１３−１，１３−２により検出されたピークに対応する距離及びドップラ周波数が、測角処理部２１により測角された入射角度から求められる距離及びドップラ周波数と一致しているか否かを判定し、距離又はドップラ周波数が一致していれば、上記ピークに係る物体が静止物であると認定する処理を実施する。なお、静止物判定処理部２２は静止物判定手段を構成している。
【００５４】  この実施の形態３では、パルス信号生成部１及び基準信号生成部２以外の各種処理部を２系統備えているものを示しているが、３系統以上備えるようにしてもよい。
【００５５】  次に動作について説明する。  まず、パルス信号生成部１は、上記実施の形態１と同様に、パルス信号をＰＲＩで繰り返し生成する。  また、基準信号生成部２は、所定の連続波形を有する基準信号を生成する。
【００５６】  送信周波数変換部３−１は、パルス信号生成部１がパルス信号を生成すると、図１の送信周波数変換部３と同様に、そのパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を送信増幅部４−１に出力する。  送信増幅部４−１は、送信周波数変換部３−１からＲＦ帯のパルス信号を受けると、図１の送信増幅部４と同様に、そのパルス信号を増幅し、増幅後のＲＦ帯のパルス信号をサーキュレータ５−１に出力する。
【００５７】  サーキュレータ５−１は、送信増幅部４−１から増幅後のＲＦ帯のパルス信号を受けると、図１のサーキュレータ５と同様に、そのパルス信号を送受信アンテナ６−１に出力する。  これにより、送受信アンテナ６−１からＲＦ帯のパルス信号が空間に放射される。空間に放射されたパルス信号の一部は目標に反射され、目標に反射されたパルス信号の散乱波が送受信アンテナ６−１に受信される。  サーキュレータ５−１は、送受信アンテナ６−１の受信信号を受信増幅部７−１に出力する。
【００５８】  受信増幅部７−１は、サーキュレータ５−１から送受信アンテナ６−１の受信信号を受けると、図１の受信増幅部７と同様に、その受信信号を増幅し、増幅後の受信信号を受信周波数変換部８−１に出力する。  受信周波数変換部８−１は、受信増幅部７−１から増幅後の受信信号を受けると、図１の受信周波数変換部８と同様に、その受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号をＡＤ変換部９−１に出力する。  ＡＤ変換部９−１は、受信周波数変換部８−１からＩＦ帯の受信信号を受けると、図１のＡＤ変換部９と同様に、その受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。
【００５９】  送信周波数変換部３−２は、パルス信号生成部１がパルス信号を生成すると、図１の送信周波数変換部３と同様に、そのパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を送信増幅部４−２に出力する。  送信増幅部４−２は、送信周波数変換部３−２からＲＦ帯のパルス信号を受けると、図１の送信増幅部４と同様に、そのパルス信号を増幅し、増幅後のＲＦ帯のパルス信号をサーキュレータ５−２に出力する。
【００６０】  サーキュレータ５−２は、送信増幅部４−２から増幅後のＲＦ帯のパルス信号を受けると、図１のサーキュレータ５と同様に、そのパルス信号を送受信アンテナ６−２に出力する。  これにより、送受信アンテナ６−２からＲＦ帯のパルス信号が空間に放射される。空間に放射されたパルス信号の一部は目標に反射され、目標に反射されたパルス信号の散乱波が送受信アンテナ６−２に受信される。  サーキュレータ５−２は、送受信アンテナ６−２の受信信号を受信増幅部７−２に出力する。
【００６１】  受信増幅部７−２は、サーキュレータ５−２から送受信アンテナ６−２の受信信号を受けると、図１の受信増幅部７と同様に、その受信信号を増幅し、増幅後の受信信号を受信周波数変換部８−２に出力する。  受信周波数変換部８−２は、受信増幅部７−２から増幅後の受信信号を受けると、図１の受信周波数変換部８と同様に、その受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号をＡＤ変換部９−２に出力する。  ＡＤ変換部９−２は、受信周波数変換部８−２からＩＦ帯の受信信号を受けると、図１のＡＤ変換部９と同様に、その受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。
【００６２】  信号処理器２０は、ＡＤ変換部９−１，９−２からディジタルの受信信号を受けると、その受信信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する。  以下、信号処理器２０の処理内容を具体的に説明する。  信号処理器２０のパルス圧縮処理部１１−１は、ＡＤ変換部９−１からディジタルの受信信号を受けると、図１のパルス圧縮処理部１１と同様に、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、その受信信号をパルス圧縮する処理（相関処理）を実施する。  信号処理器２０のパルス圧縮処理部１１−２は、ＡＤ変換部９−２からディジタルの受信信号を受けると、図１のパルス圧縮処理部１１と同様に、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、その受信信号をパルス圧縮する処理（相関処理）を実施する。
【００６３】  信号処理器２０のパルスヒット間積分処理部１２−１は、パルス圧縮処理部１１−１からパルス圧縮後の受信信号を受けると、図１のパルスヒット間積分処理部１２と同様に、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット方向にＦＦＴ、あるいは、ＤＦＴを実施して、その変換結果の絶対値の二乗を取ることで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する。  信号処理器２０のパルスヒット間積分処理部１２−２は、パルス圧縮処理部１１−２からパルス圧縮後の受信信号を受けると、図１のパルスヒット間積分処理部１２と同様に、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット方向にＦＦＴ、あるいは、ＤＦＴを実施して、その変換結果の絶対値の二乗を取ることで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する。  この実施の形態３では、上記実施の形態１と異なり、距離又はドップラ周波数のいずれかにアンビギュイティが存在しているものとする。
【００６４】  信号処理器２０のピーク検出処理部１３−１は、パルスヒット間積分処理部１２−１がレンジドップラマップを生成すると、図１のピーク検出処理部１３と同様に、そのレンジドップラマップの中で、信号電力が所定の閾値以上のピークを検出する。  信号処理器２０のピーク検出処理部１３−２は、パルスヒット間積分処理部１２−２がレンジドップラマップを生成すると、図１のピーク検出処理部１３と同様に、そのレンジドップラマップの中で、信号電力が所定の閾値以上のピークを検出する。
【００６５】  信号処理器２０の測角処理部２１は、ピーク検出処理部１３−１により検出されたピークとピーク検出処理部１３−２により検出されたピークとの位相差を用いて、アンテナ６−１，６−２に対する散乱波の入射角度θを測角する。測角方式としては、例えば、位相差測角方式や、モノパルス測角方式などがある。また、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などの高分解能法を適用するようにしてもよい。  ピーク検出処理部１３−１，１３−２により検出されたピークが、ガードレール等の静止物に反射された信号に係る場合、測角処理部２１により測角された入射角度θと、そのピークに対応する距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄとの間には、下記の式（８）（９）の関係が成立する。0005972402.tif 000009
0005972402.tif 000010
【００６６】  信号処理器２０の静止物判定処理部２２は、測角処理部２１がアンテナ６−１，６−２に対する散乱波の入射角度θを測角すると、その入射角度θを式（８）に代入して距離Ｒを算出するとともに、その入射角度θを式（９）に代入してドップラ周波数ｆｄを算出する。  そして、静止物判定処理部２２は、ピーク検出処理部１３−１，１３−２により検出されたピークに対応する距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄと、式（８）（９）より算出した距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄとが一致しているか否かを判定し、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄのいずれかが一致していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。  距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄのいずれも一致していなければ、そのピークに係る物体は移動物であると認定する。
【００６７】  以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、ピーク検出処理部１３−１により検出されたピークとピーク検出処理部１３−２により検出されたピークとを用いて、アンテナ６−１，６−２に対する散乱波の入射角度θを測角する測角処理部２１を設け、静止物判定処理部２２が、ピーク検出処理部１３−１，１３−２により検出されたピークに対応する距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄが、測角処理部２１により測角された入射角度θから求められる距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄと一致しているか否かを判定し、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄが一致していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄのいずれかにアンビギュイティが存在している場合でも、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。
【００６８】実施の形態４．  図５はこの発明の実施の形態４によるレーダ装置を示す構成図であり、図５のレーダ装置はＦＭＣＷ方式のレーダ装置である。  この実施の形態４では、送信アンテナが１個、受信アンテナが２個の構成について説明するが、送信アンテナが２個以上、受信アンテナが３個以上の構成であってもよい。  図において、三角波発生部３１は一定の周波数幅で周波数が線形に増減する三角波の送信信号を生成する信号源である。なお、三角波発生部３１は送信信号生成手段を構成している。  分配処理部３２は三角波発生部３１により生成された送信信号を送信アンテナ３３及びミキサ３５−１，３５−２に分配する処理を実施する。  送信アンテナ３３は分配処理部３２により分配された送信信号を空間に放射する機器である。なお、分配処理部３２及び送信アンテナ３３から信号送信手段が構成されている。
【００６９】  受信アンテナ３４−１，３４−２は送信アンテナ３３から放射されたのち、目標に反射されて戻ってきた送信信号の散乱波を受信する機器である。なお、受信アンテナ３４−１，３４−２は信号受信手段を構成している。  ミキサ３５−１，３５−２は分配処理部３２により分配された送信信号と受信アンテナ３４−１，３４−２の受信信号を混合して、その混合信号であるビート信号（送信信号と受信信号の周波数差の正弦波信号）を生成する処理を実施する。なお、ミキサ３５−１，３５−２はビート信号生成手段を構成している。
【００７０】  フィルタ３６−１，３６−２はミキサ３５−１，３５−２により生成されたビート信号に重畳されているノイズ成分等を除去するなどの処理を実施する。  図５の例では、フィルタ３６−１，３６−２を実装しているが、フィルタ３６−１，３６−２については必ずしも実装していなくてもよい。  Ａ／Ｄ変換部３７−１，３７−２はフィルタ３６−１，３６−２から出力されたビート信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を実施する。
【００７１】  信号処理器４０はＡＤ変換部３７−１，３７−２から出力されたディジタルのビート信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する処理を実施する。  図５の例では、信号処理器４０の構成要素であるフーリエ変換部４１−１，４１−２、ピーク検出処理部４２−１，４２−２、測角処理部４３及び静止物判定処理部４４のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、信号処理器４０がコンピュータで構成されていてもよい。  信号処理器４０がコンピュータで構成されている場合、フーリエ変換部４１−１，４１−２、ピーク検出処理部４２−１，４２−２、測角処理部４３及び静止物判定処理部４４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００７２】  フーリエ変換部４１−１，４１−２はＡＤ変換部３７−１，３７−２から出力されたディジタルのビート信号のフーリエ変換を実施することで、そのビート信号のビートスペクトルを算出する処理を実施する。なお、フーリエ変換部４１−１，４１−２はビートスペクトル算出手段を構成している。  ピーク検出処理部４２−１，４２−２はフーリエ変換部４１−１，４１−２により算出されたビートスペクトルのピークを検出する処理を実施する。なお、ピーク検出処理部４２−１，４２−２はピーク検出手段を構成している。
【００７３】  測角処理部４３はピーク検出処理部４２−１により検出されたピークとピーク検出処理部４２−２により検出されたピークとの位相差を用いて、受信アンテナ３４−１，３４−２に対する散乱波の入射角度を測角する処理を実施する。なお、測角処理部４３は測角手段を構成している。  静止物判定処理部４４は測角処理部４３により測角された入射角度を用いて、ピーク検出処理部４２−１，４２−２により検出されたピークに係る物体が静止物であるか否かを判定する処理を実施する。  即ち、静止物判定処理部４４は測角処理部４３により測角された入射角度と、ピーク検出処理部４２−１，４２−２により検出されたピークのビート周波数から求まる散乱波の入射角度との差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する処理を実施する。なお、静止物判定処理部４４は静止物判定手段を構成している。
【００７４】  次に動作について説明する。  まず、三角波発生部３１は、一定の周波数幅で周波数が線形に増減する三角波の送信信号を生成する（図９を参照）。  分配処理部３２は、三角波発生部３１が送信信号を生成すると、その送信信号を送信アンテナ３３及びミキサ３５−１，３５−２に分配する。  送信アンテナ３３は、分配処理部３２により分配された送信信号を受けると、その送信信号を空間に放射する。  送信アンテナ３３により空間に放射された送信信号の一部は目標に反射され、目標に反射された送信信号の散乱波が受信アンテナ３４−１，３４−２に受信される。
【００７５】  ミキサ３５−１は、分配処理部３２により分配された送信信号と受信アンテナ３４−１の受信信号を混合して、その混合信号であるビート信号（送信信号と受信信号の周波数差の正弦波信号）を生成し、そのビート信号をフィルタ３６−１を介してＡ／Ｄ変換部３７−１に出力する。  ミキサ３５−２は、分配処理部３２により分配された送信信号と受信アンテナ３４−２の受信信号を混合して、その混合信号であるビート信号を生成し、そのビート信号をフィルタ３６−２を介してＡ／Ｄ変換部３７−２に出力する。
【００７６】  Ａ／Ｄ変換部３７−１は、フィルタ３６−１からビート信号を受けると、そのビート信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、ディジタルのビート信号を信号処理器４０のフーリエ変換部４１−１に出力する。  Ａ／Ｄ変換部３７−２は、フィルタ３６−２からビート信号を受けると、そのビート信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、ディジタルのビート信号を信号処理器４０のフーリエ変換部４１−２に出力する。
【００７７】  信号処理器４０のフーリエ変換部４１−１は、ＡＤ変換部３７−１からディジタルのビート信号を受けると、そのビート信号のフーリエ変換を実施することで、そのビート信号のビートスペクトルを算出する。  信号処理器４０のフーリエ変換部４１−２は、ＡＤ変換部３７−２からディジタルのビート信号を受けると、そのビート信号のフーリエ変換を実施することで、そのビート信号のビートスペクトルを算出する。
【００７８】  信号処理器４０のピーク検出処理部４２−１は、フーリエ変換部４１−１がビートスペクトルを算出すると、そのビートスペクトルのピークを検出する。即ち、そのビートスペクトルの絶対値の二乗を計算し、その計算結果が所定の閾値を超えるビートスペクトルの振幅・位相をピークとして検出する。  信号処理器４０のピーク検出処理部４２−２は、フーリエ変換部４１−２がビートスペクトルを算出すると、そのビートスペクトルのピークを検出する。即ち、そのビートスペクトルの絶対値の二乗を計算し、その計算結果が所定の閾値を超えるビートスペクトルの振幅・位相をピークとして検出する。
【００７９】
信号処理器４０の測角処理部４３は、ピーク検出処理部４２−１により検出されたピークとピーク検出処理部４２−２により検出されたピークとの位相差を用いて、受信アンテナ３４−１，３４−２に対する散乱波の入射角度θを測角する。測角方式としては、例えば、位相差測角方式や、モノパルス測角方式などがある。また、ＭＵＳＩＣなどの高分解能法を適用するようにしてもよい。
【００８０】  信号処理器４０の静止物判定処理部４４は、測角処理部４３が入射角度θを測角すると、その入射角度θを用いて、ピーク検出処理部４２−１，４２−２により検出されたピークに係る物体が静止物であるか否かを判定する。  即ち、静止物判定処理部４４は、測角処理部４３により測角された入射角度θと、ピーク検出処理部４２−１，４２−２により検出されたピークのビート周波数から求まる散乱波の入射角度φとの差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。
【００８１】  以下、静止物判定処理部４４の処理内容を具体的に説明する。  図６は静止物判定処理部４４の処理内容を示すフローチャートである。  ここでは、自車両と静止物（ガードレール）との位置関係が図３の通りであるとすると、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物に対するビート周波数（アップチャープ時のビート周波数ｆｕｐ、ダウンチャープ時のビート周波数ｆｄｏｗｎ）は、下記の式（１０）（１１）のように表される。0005972402.tif 000011
0005972402.tif 000012
【００８２】  式（１０）（１１）より、自車両の速度Ｖａと、静止物までの垂直距離ｘとが得られれば、ピーク検出処理部４２−１，４２−２によりｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎに対応する平行距離ｙｎを求めることができる。自車両の速度Ｖａについては、例えば、自車両に搭載されている速度計から得ることができる。また、静止物までの垂直距離ｘについては、上記実施の形態１で記述している垂直距離ｘの特定方法１，２で得ることができる。
【００８３】  上記に加えて、以下のようにして、垂直距離ｘを推定するようにしてもよい。垂直距離ｘの位置にある静止物のドップラ周波数は０であるため、式（１０）（１１）のビート周波数の絶対値は一致する。よって、式（１０）（１１）のビート周波数の絶対値が一致するピーク、あるいは、式（１０）（１１）のビート周波数の絶対値の差が小さい（例えば、ビート周波数の分解能＝１／Ｔ以下に設定する）ピークを静止物とする方法も考えられる。
【００８４】  そこで、静止物判定処理部４４は、自車両の速度Ｖａと静止物までの垂直距離ｘを取得し（ステップＳＴ１）、自車両の速度Ｖａと静止物までの垂直距離ｘを式（１０）（１１）に代入して、ｎ番目（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎに対応する平行距離ｙｎを算出する（ステップＳＴ２）。
【００８５】  なお、ビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ、自車両の速度Ｖａ及び静止物までの垂直距離ｘが与えられたとき、式（１０）（１１）は、ｙに関する４次方程式となるため、４次方程式を解くことで、ビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎに対応する平行距離ｙｎを算出することができるが、４次方程式の解法としては、例えば、フェラーリの方法等が知られており、直接求めることが可能である。
【００８６】  静止物判定処理部４４は、ｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎに対応する平行距離ｙｎを算出すると、下記の式（１２）に示すように、平行距離ｙｎを用いて、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物から反射されて、受信アンテナ３４−１，３４−２に入射される散乱波の入射角度φｎを算出する（ステップＳＴ３）。0005972402.tif 000013
【００８７】
ここでは、式（１２）を用いて、散乱波の入射角度φｎを算出しているが、ｙを少しずつ変化させて（例えば、掃引帯域幅Ｂの逆数をステップとして変化させる）、ビート周波数ｆｕｐ，ｆｄｏｗｎ及び入射角度φを計算し、ｙを変化させながら計算したビート周波数ｆｕｐ，ｆｄｏｗｎの中で、ピーク検出処理部４２−１，４２−２により検出されたピークのビート周波数に最も近いビート周波数ｆｕｐ，ｆｄｏｗｎに対応する入射角度φをφｎとする方法もある。
【００８８】  静止物判定処理部４４は、散乱波の入射角度φｎを算出すると、下記の式（１３）に示すように、その入射角度φｎと測角処理部４３により測角された入射角度θｎ（ｎ番目に検出された各ピークの位相差から測角された入射角度θ）との差分Ｄｉｆを算出する（ステップＳＴ４）。      Ｄｉｆ＝｜θｎ−φｎ｜                            （１３）
【００８９】  また、角度の代わりに、ビートスペクトル信号の位相差を用いて、静止物の判定を行ってもよい。即ち、受信アンテナ３４−１，３４−２のビートスペクトルのｎ番目の信号のｘ１，ｎ，ｘ２，ｎの位相差ξｎを以下のように算出する。      Zｎ＝（ｘ１，ｎ）×（ｘ２，ｎ）＊      ξｎ＝ｔａｎ−１（Ｉｍ［Ｚｎ］／Ｒｅ［Ｚｎ］）  ただし、＊は複素共役、Ｉｍ［・］は虚部を計算する操作、Ｒｅ［・］は実部を計算する操作を示している。  位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物から反射されて、受信アンテナ３４−１，３４−２に入射される散乱波の入射角度φｎから位相差δｎを以下のように算出し、θｎ，φｎの代わりに、それぞれξｎ，δｎを用いるような構成にしてもよい。      δｎ＝−２π／λ×ｄ×ｓｉｎ（θｎ）  ただし、λは送信信号の波長、ｄは受信アンテナの間隔である。
【００９０】  静止物判定処理部４４は、入射角度φｎと入射角度θｎの差分Ｄｉｆを算出すると、その差分Ｄｉｆと予め設定されている閾値εを比較し、その差分Ｄｉｆが閾値εより小さければ（ステップＳＴ５）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であると認定する（ステップＳＴ６）。  一方、その差分Ｄｉｆが閾値ε以上であれば（ステップＳＴ５）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が移動物であると認定する（ステップＳＴ７）。  ここでは、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であるのか、移動物であるのかを判別するものを示したが、ピーク検出処理部４２−１，４２−２によりＮ個のピークが検出されている場合、Ｎ個のピークについて、同様の処理を実施することで、静止物であるのか、移動物であるのかを判別する。
【００９１】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、ピーク検出処理部４２−１により検出されたピークとピーク検出処理部４２−２により検出されたピークとの位相差を用いて、受信アンテナ３４−１，３４−２に対する散乱波の入射角度θを測角する測角処理部４３を設け、静止物判定処理部４４が、測角処理部４３により測角された入射角度θと、ピーク検出処理部４２−１，４２−２により検出されたピークのビート周波数から求まる散乱波の入射角度φとの差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、ＦＭＣＷ方式のレーダの場合でも、上記実施の形態１と同様に、検出されるピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。
【００９２】
実施の形態５．
上記実施の形態４では、静止物判定処理部４４が、測角処理部４３により測角された入射角度θと、ピーク検出処理部４２−１，４２−２により検出されたピークのビート周波数から求まる散乱波の入射角度φとの差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するものを示したが、ピーク検出処理部４２−１，４２−２により検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ，ｆｄｏｗｎと、測角処理部４３により測角された入射角度θから求まるビート周波数との差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するようにしてもよい。
【００９３】  以下、静止物判定処理部４４の処理内容を具体的に説明する。  図７は静止物判定処理部４４の処理内容を示すフローチャートである。  静止物判定処理部４４は、測角処理部４３がｎ番目（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に検出されたピークを用いて、散乱波の入射角度θｎを測角すると、自車両の速度Ｖａと静止物までの垂直距離ｘを取得し（ステップＳＴ１１）、下記の式（１４）（１５）に示すように、自車両の速度Ｖａ，静止物までの垂直距離ｘ及び入射角度θｎを用いて、ｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇを算出する（ステップＳＴ１２）。0005972402.tif 000014
0005972402.tif 000015
【００９４】
静止物判定処理部４４は、入射角度θｎ等を用いて、ｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇを算出すると、下記の式（１６）（１７）に示すように、そのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇとピーク検出処理部４２−１，４２−２によりｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎとの差分Ｄｉｆｕｐを算出するとともに、そのビート周波数ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇとピーク検出処理部４２−１，４２−２によりｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｄｏｗｎ＿ｎとの差分Ｄｉｆｄｏｗｎを算出する（ステップＳＴ１３）。
Ｄｉｆｕｐ＝｜ｆｕｐ＿ｎ−ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ｜                    （１６）
Ｄｉｆｄｏｗｎ＝｜ｆｄｏｗｎ＿ｎ−ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇ｜        （１７）
【００９５】  静止物判定処理部４４は、差分Ｄｉｆｕｐ，Ｄｉｆｄｏｗｎを算出すると、アップチャープ時であれば、その差分Ｄｉｆｕｐと予め設定されている閾値Δｆを比較し、ダウンチャープ時であれば、その差分Ｄｉｆｄｏｗｎと閾値Δｆを比較する。  静止物判定処理部４４は、アップチャープ時において、その差分Ｄｉｆｕｐが閾値Δｆより小さければ（ステップＳＴ１４）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であると認定し（ステップＳＴ１５）、その差分Ｄｉｆｕｐが閾値Δｆ以上であれば（ステップＳＴ１４）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が移動物であると認定する（ステップＳＴ１６）。  ダウンチャープ時において、その差分Ｄｉｆｄｏｗｎが閾値Δｆより小さければ（ステップＳＴ１４）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であると認定し（ステップＳＴ１５）、その差分Ｄｉｆｄｏｗｎが閾値Δｆ以上であれば（ステップＳＴ１４）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が移動物であると認定する（ステップＳＴ１６）。
【００９６】  ここでは、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であるのか、移動物であるのかを判別するものを示したが、ピーク検出処理部４２−１，４２−２によりＮ個のピークが検出されている場合、Ｎ個のピークについて、同様の処理を実施することで、静止物であるのか、移動物であるのかを判別する。
【００９７】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、ピーク検出処理部４２−１により検出されたピークとピーク検出処理部４２−２により検出されたピークとの位相差を用いて、受信アンテナ３４−１，３４−２に対する散乱波の入射角度θを測角する測角処理部４３を設け、静止物判定処理部４４が、ピーク検出処理部４２−１，４２−２により検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎと、測角処理部４３により測角された入射角度θから求まるビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇとの差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、ＦＭＣＷ方式のレーダの場合でも、上記実施の形態１と同様に、検出されるピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。また、アップチャープとダウンチャープを別々に処理することが可能になる。
【００９８】
なお、この実施の形態５では、静止物までの垂直距離ｘを式（１４）（１５）に代入して、ｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇを算出するものを示したが、静止物までの垂直距離ｘが未知である場合には、ピーク検出処理部４２−１，４２−２によりｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ及び測角処理部４３により測角された入射角度θｎを式（１４）（１５）に代入して、静止物までの垂直距離ｘを算出するようにしてもよい。
【００９９】実施の形態６．  図８はこの発明の実施の形態６によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。  信号処理器５０はＡＤ変換部３７−１，３７−２から出力されたディジタルのビート信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する処理を実施する。  図８の例では、信号処理器５０の構成要素であるフーリエ変換部４１−１，４１−２、側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１、ピーク検出処理部４２−１，４２−２、測角処理部４３及び静止物判定処理部４４のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、信号処理器５０がコンピュータで構成されていてもよい。  信号処理器５０がコンピュータで構成されている場合、フーリエ変換部４１−１，４１−２、側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１、ピーク検出処理部４２−１，４２−２、測角処理部４３及び静止物判定処理部４４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【０１００】  側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１はフーリエ変換部４１−１，４１−２により算出されたビートスペクトルを用いて、静止物の角度方向を算出し、その角度方向にヌルビームを形成する処理を実施する。なお、側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１はヌルビーム形成手段を構成している。
【０１０１】  次に動作について説明する。  側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１をピーク検出処理部４２−１，４２−２の前段に実装している点以外は、上記実施の形態５と同様であるため、ここでは、側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１の処理内容だけを説明する。
【０１０２】  側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１は、上記の式（１０）〜（１２）を用いて、アップチャープ時のビート周波数ｆｕｐ＿ｍ毎に、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物から反射されて、受信アンテナ３４−１，３４−２に入射される散乱波の入射角度φｍを算出する。
【０１０３】  側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１は、散乱波の入射角度φｍを算出すると、下記の式（１８）に示すように、２つの受信アンテナ３４−１，３４−２間の位相差を加えることで、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物の方向にヌルビームｂｕｐ＿１＿ｍを形成する。0005972402.tif 000016
式（１８）において、ｓ１＿ｕｐ＿ｍは受信アンテナ３４−１におけるアップチャープ時のｍ番目のビートスペクトルの複素信号、ｓ２＿ｕｐ＿ｍは受信アンテナ３４−２におけるアップチャープ時のｍ番目のビートスペクトルの複素信号である。  また、λは送信波長、ｄは受信アンテナ３４−１と受信アンテナ３４−２の素子間隔である。
【０１０４】  ここでは、式（１８）のように、静止物の方向にヌルビームｂｕｐ＿１＿ｍを形成するものを示したが、さらに、下記の式（１９）に示すようなビームｂｕｐ＿２＿ｍを形成することで、位相差測角や、モノパルス測角が可能になる。0005972402.tif 000017
【０１０５】  以上で明らかなように、この実施の形態６によれば、フーリエ変換部４１−１，４１−２により算出されたビートスペクトルを用いて、静止物の角度方向を算出し、その角度方向にヌルビームを形成する側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１をピーク検出処理部４２−１，４２−２の前段に実装するように構成したので、静止物判定処理部４４における移動物の検出が容易になる効果がある。
【０１０６】  なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】  この発明に係るレーダ装置は、例えば、移動体との衝突防止機能や、前方の車両と一定の距離間隔で追従走行する機能を有する制御装置に組み込まれるものに適している。
【符号の説明】
【０１０８】  １  パルス信号生成部（パルス信号生成手段）、２  基準信号生成部（送受信手段）、３，３−１，３−２  送信周波数変換部（送受信手段）、４，４−１，４−２  送信増幅部（送受信手段）、５，５−１，５−２  サーキュレータ（送受信手段）、６，６−１，６−２  送受信アンテナ（送受信手段）、７，７−１，７−２  受信増幅部（送受信手段）、８，８−１，８−２  受信周波数変換部（送受信手段）、９，９−１，９−２  ＡＤ変換部（送受信手段）、１０  信号処理器、１１  パルス圧縮処理部（レンジドップラマップ生成手段）、１２  パルスヒット間積分処理部（レンジドップラマップ生成手段）、１３  ピーク検出処理部（ピーク検出手段）、１４  静止物判定処理部（静止物判定手段）、２０  信号処理器、２１  測角処理部（測角手段），２２  静止物判定処理部（静止物判定手段）、３１  三角波発生部（送信信号生成手段）、３２  分配処理部（信号送信手段）、３３  送信アンテナ（信号送信手段）、３４−１，３４−２  受信アンテナ（信号受信手段）、３５−１，３５−２  ミキサ（ビート信号生成手段）、３６−１，３６−２  フィルタ、３７−１，３７−２  Ａ／Ｄ変換部、４０  信号処理器、４１−１，４１−２  フーリエ変換部（ビートスペクトル算出手段）、４２−１，４２−２  ピーク検出処理部（ピーク検出手段）、４３  測角処理部（測角手段）、４４  静止物判定処理部（静止物判定手段）、５０  信号処理器、５１  側方静止物方向ヌルビーム形成処理部（ヌルビーム形成手段）。
【図１】
0005972402.tif 000018
【図２】
0005972402.tif 000019
【図３】
0005972402.tif 000020
【図４】
0005972402.tif 000021
【図５】
0005972402.tif 000022
【図６】
0005972402.tif 000023
【図７】
0005972402.tif 000024
【図８】
0005972402.tif 000025
【図９】
0005972402.tif 000026