(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体に係る検知点の少なくとも角度を導出するレーダ装置であって、
所定周期で第１送信波を出力する第１送信手段と、
前記所定周期で第２送信波を前記第１送信波の出力タイミングと異なるタイミングで出力する第２送信手段と、
前記第１送信波が前記検知点に反射した第１反射波と、前記第２送信波が前記検知点に反射した第２反射波とを受信する受信手段と、
一の周期中で前記第１送信波および前記第２送信波と、前記第１反射波および前記第２反射波とに基づき前記検知点の角度を導出する第１導出処理を行う導出手段と、
自装置の内部温度に関する情報を取得する取得手段と、
を備え、
前記第１送信手段は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記所定周期よりも長い周期である特定周期で前記第１送信波を出力し、
前記第２送信手段は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記特定周期で前記第２送信波を出力するとともに、前記特定周期で送信される第１送信波の一の出力タイミングと次の出力タイミングとの略中間のタイミングで前記第２送信波を出力し、
前記導出手段は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記一の周期と前記一の周期の次の周期とにおいて、前記検知点の角度を導出する処理期間が、前記自装置の内部温度が前記所定温度以上となる前よりも短くなるように、前記一の周期で前記第１送信波と前記第１反射波とに基づく前記検知点の角度を導出し、前記次の周期で前記第２送信波と前記第２反射波とに基づく前記検知点の角度を導出する第２導出処理を前記第１導出処理に替えて行うこと
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において、
前記受信手段は、前記第１導出処理において、前記一の周期中で前記第１反射波と前記第２反射波とを受信し、前記第２導出処理において、前記第１反射波および前記第２反射波の受信期間が、前記自装置の内部温度が前記所定温度以上となる前よりも短くなるように、前記一の周期中で前記第１反射波を受信し、前記次の周期中で前記第２反射波を受信すること、
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において、
前記第１送信波のビームパターンは、前記第２送信波のビームパターンと異なるビーム
パターンであって、
前記導出手段は、前記第２導出処理で前記第１反射波の信号レベルと、前記第２反射波の信号レベルとの信号レベル差に応じて、前記角度に前記検知点が存在するか否かを判定する折り返し判定を行う場合は、前記第１導出処理で前記折り返し判定を行う場合よりも、判定のタイミングを一周期分遅延させること、
を特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
物体に係る検知点の少なくとも角度を導出するレーダ装置の信号処理方法であって、
（ａ）所定周期で第１送信波を出力する工程と、
（ｂ）前記所定周期で第２送信波を前記第１送信波の出力タイミングと異なるタイミングで出力する工程と、
（ｃ）前記第１送信波が前記検知点に反射した第１反射波と、前記第２送信波が前記検知点に反射した第２反射波とを受信する工程と、
（ｄ）一の周期中で前記第１送信波および前記第２送信波と、前記第１反射波および前記第２反射波とに基づき前記検知点の角度を導出する第１導出処理を行う工程と、
（ｅ）自装置の内部温度に関する情報を取得する工程と、
を備え、
前記工程（ａ）は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記所定周期よりも長い周期である特定周期で前記第１送信波を出力し、
前記工程（ｂ）は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記特定周期で前記第２送信波を出力するとともに、前記特定周期で送信される第１送信波の一の出力タイミングと次の出力タイミングとの略中間のタイミングで前記第２送信波を出力し、
前記工程（ｄ）は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記一の周期と前記一の周期の次の周期とにおいて、前記検知点の角度を導出する処理期間が、前記自装置の内部温度が前記所定温度以上となる前よりも短くなるように、前記一の周期で前記第１送信波と前記第１反射波とに基づく前記検知点の角度を導出し、前記次の周期で前記第２送信波と前記第２反射波とに基づく前記検知点の角度を導出する第２導出処理を前記第１導出処理に替えて行うこと
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、レーダ装置の物体導出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダ装置のアンテナから送信波を出力する際、所定周期の送信波の出力時間を比較的長くすることで、物体の導出精度を向上させていた。また、送信波が物体に反射した反射波をアンテナで受信した後に、反射波と送信波とに基づいて、レーダ装置の信号処理装置が物体の位置等を導出する。そして、物体の時間ごとに変化する位置等の情報を早いタイミングで更新するために、信号処理装置の物体導出の周期を比較的短い周期としていた。
【０００３】
しかし、アンテナから出力される送信波の出力時間を長くした場合、レーダ装置内部の各装置の消費電力が増加し発熱することで、レーダ装置内部の温度が上昇してレーダ装置の物体の導出精度が低下するときがあった。
【０００４】
また、信号処理装置の物体導出の周期を短い周期とすることで、間欠的に動作する信号処理装置の動作タイミングが早くなる。その結果、信号処理装置の消費電力が増加し発熱することで、レーダ装置内部の温度が上昇してレーダ装置の物体導出精度が低下するときがあった。
【０００５】
このような場合、レーダ装置内部の発熱を抑制し温度を低下させるために、レーダ装置に放熱部材を設けていた。具体的には、レーダ装置内部の各基板に放熱シートなどを設けてレーダ装置の筐体への熱伝導率を向上させたり、筐体に放熱フィンを設けてレーダ装置内部の温度を低下させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１７７０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、レーダ装置に放熱部材を設けると製造のコストアップに繋がる。また、例えば、レーダ装置を車両に搭載する場合、車両の多機能化に伴いレーダ装置の小型化させる必要があるのに対し、放熱部材を設けることにより部品点数が増加してレーダ装置が大型化する場合があった。
【０００８】
本発明は、レーダ装置の部品点数の増加を防止し、発熱を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、物体に係る検知点の少なくとも角度を導出するレーダ装置であって、所定周期で第１送信波を出力する第１送信手段と、前記所定周期で第２送信波を前記第１送信波の出力タイミングと異なるタイミングで出力する第２送信手段と、前記第１送信波が前記検知点に反射した第１反射波と、前記第２送信波が前記検知点に反射した第２反射波とを受信する受信手段と、一の周期中で前記第１送信波および前記第２送信波と、前記第１反射波および前記第２反射波とに基づき前記検知点の角度を導出する第１導出処理を行う導出手段と、自装置の内部温度に関する情報を取得する取得手段と、を備え、前記第１送信手段は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記所定周期よりも長い周期である特定周期で前記第１送信波を出力し、前記第２送信手段は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記特定周期で前記第２送信波を出力するとともに、前記特定周期で送信される第１送信波の一の出力タイミングと次の出力タイミングとの略中間のタイミングで前記第２送信波を出力し、前記導出手段は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記一の周期と前記一の周期の次の周期とにおいて、前記検知点の角度を導出する処理期間が、前記自装置の内部温度が前記所定温度以上となる前よりも短くなるように、前記一の周期で前記第１送信波と前記第１反射波とに基づく前記検知点の角度を導出し、前記次の周期で前記第２送信波と前記第２反射波とに基づく前記検知点の角度を導出する第２導出処理を前記第１導出処理に替えて行う。
【００１０】
また、本発明は、請求項１に記載のレーダ装置において、前記受信手段は、前記第１導出処理において、前記一の周期中で前記第１反射波と前記第２反射波とを受信し、前記第２導出処理において、前記第１反射波および前記第２反射波の受信期間が、前記自装置の内部温度が前記所定温度以上となる前よりも短くなるように、前記一の周期中で前記第１反射波を受信し、前記次の周期中で前記第２反射波を受信する。
【００１１】
また、本発明は、請求項１または２に記載のレーダ装置において、前記第１送信波のビームパターンは、前記第２送信波のビームパターンと異なるビームパターンであって、前記導出手段は、前記第２導出処理で前記第１反射波の信号レベルと、前記第２反射波の信号レベルとの信号レベル差に応じて、前記角度に前記検知点が存在するか否かを判定する折り返し判定を行う場合は、前記第１導出処理で前記折り返し判定を行う場合よりも、判定のタイミングを一周期分遅延させる。
また、本発明は、物体に係る検知点の少なくとも角度を導出するレーダ装置の信号処理方法であって、（ａ）所定周期で第１送信波を出力する工程と、（ｂ）前記所定周期で第２送信波を前記第１送信波の出力タイミングと異なるタイミングで出力する工程と、（ｃ）前記第１送信波が前記検知点に反射した第１反射波と、前記第２送信波が前記検知点に反射した第２反射波とを受信する工程と、（ｄ）一の周期中で前記第１送信波および前記第２送信波と、前記第１反射波および前記第２反射波とに基づき前記検知点の角度を導出する第１導出処理を行う工程と、（ｅ）自装置の内部温度に関する情報を取得する工程と、を備え、前記工程（ａ）は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記所定周期よりも長い周期である特定周期で前記第１送信波を出力し、前記工程（ｂ）は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記特定周期で前記第２送信波を出力するとともに、前記特定周期で送信される第１送信波の一の出力タイミングと次の出力タイミングとの略中間のタイミングで前記第２送信波を出力し、前記工程（ｄ）は、前記自装置の内部温度が所定温度以上となった場合に、前記一の周期と前記一の周期の次の周期とにおいて、前記検知点の角度を導出する処理期間が、前記自装置の内部温度が前記所定温度以上となる前よりも短くなるように、前記一の周期で前記第１送信波と前記第１反射波とに基づく前記検知点の角度を導出し、前記次の周期で前記第２送信波と前記第２反射波とに基づく前記検知点の角度を導出する第２導出処理を前記第１導出処理に替えて行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、導出手段は、所定条件を満たした場合に送信周期が所定周期よりも長い特定周期に変更され、第１導出手段に替えて、第１送信波と第１反射波とに基づく検知点の角度を導出し、かつ、第２送信波と第２反射波とに基づく検知点の角度を導出する第２導出処理を行うことで、物体の角度の導出処理をほとんど遅延させることなく、レーダ装置の発熱を抑制できる。
【００１３】
また、本発明によれば、特定周期は所定周期の２倍の周期であることで、レーダ装置の処理負荷を増加させることなく、かつ、物体導出の処理速度をほとんど低下させずにレーダ装置の発熱を抑制できる。    
【００１４】
さらに、本発明によれば、導出手段は、第１反射波の信号レベルと、第２反射波の信号レベルとの信号レベル差に応じて、角度に検知点が存在するか否かを判定する折り返し判定を行うものであって、第１導出処理を行う場合は、所定周期内に受信手段により受信される第１反射波と第２反射波とに基づき折り返し判定を行い、第２導出処理を行う場合は、特定周期内に受信手段により受信される第１反射波と第２反射波とに基づき折り返し判定を行うことで、車両の制御にはほとんど影響がないように折り返し判定を行うタイミングを遅延させて、レーダ装置の発熱を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、レーダ装置の構造を示す図である。
【図２】図２は、レーダ装置のブロック図を主に示す図である。
【図３】図３は、第１導出処理に関するタイミングを示すタイムチャートである。
【図４】図４は、第１導出処理に関するＦＭ−ＣＷ方式の信号を示す図である。
【図５】図５は、第２導出処理に関するタイミングを示すタイムチャートである。
【図６】図６は、第２導出処理に関するＦＭ−ＣＷ方式の信号を示す図である。
【図７】図７は、信号処理装置の処理フローチャートである。
【図８】図８は、信号処理装置の処理フローチャートである。
【図９】図９は、信号処理装置の処理フローチャートである。
【図１０】図１０は、物体に係る検知点の角度スペクトラムを示す図である。
【図１１】図１１は、第１送信波、および、第２送信波のビームパターンを示す図である。
【図１２】図１２は、２種類のビームパターンにおける受信レベルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
＜１．レーダ装置の構造＞
図１は、レーダ装置１の構造を示す図である。図１のレーダ装置１はレドーム２、アンテナ基板３、アンテナシャーシ４、ＲＦシャーシ５、ＲＦ基板６、ベースバンド基板７、および、ケース８を主に備えている。
【００１８】
レーダ装置１は、送信アンテナ（例えば、図２に示す送信アンテナ１３）から送信波を出力し、送信波が物体に反射した反射波を受信アンテナ（例えば、図２に示す受信アンテナ１４）で受信して、当該物体の角度などを導出する。
【００１９】
レドーム２は、アンテナ基板３を保護する部材であり、例えば樹脂で生成される。また、レドーム２はアンテナ基板３に設けられた送信アンテナ１３から出力される送信波と、アンテナ基板３に設けられ受信アンテナ１４により受信される物体に係る検知点からの反射波とを透過する。
【００２０】
アンテナ基板３は、送信アンテナ１３および受信アンテナ１４を備えている。そして、送信アンテナ１３から出力される送信波が検知点に反射して、当該検知点からの反射波を受信アンテナ１４が受信する。また、アンテナ基板３の送信アンテナ１３および受信アンテナ１４は、マイクロストリップラインを有するプリント基板からなる平面アンテナで構成されている。
【００２１】
なお、アンテナ基板３に設けられた送信アンテナ１３からの送信波の一周期内の出力時間の増加、および、出力周期の短縮の少なくともいずれか一方が行われることで、アンテナ基板３に設けられた送信アンテナ１３などの各部の消費電力が増加する。その結果、送信アンテナ１３などの各部が発熱し、レーダ装置１の温度が上昇することで、物体の導出精度が低下する場合がある。
【００２２】
アンテナシャーシ４は、アンテナ基板３と面接続され、アンテナ基板３を支持する。ＲＦシャーシ５は、ＲＦ基板６と面接続され、ＲＦ基板６を支持する。
【００２３】
ＲＦ基板６は、信号生成部（例えば、図２に示す信号生成部１１）、発振器（例えば、図２に示す発振器１２）、および、ミキサ（例えば、図２に示すミキサ１５）を備える。ＲＦ基板６の信号生成部１１などの各装置の動作時間、および、動作頻度の少なくともいずれか一方が増加することで、これらの各装置の消費電力が増加する。その結果、これらの各装置が発熱し、レーダ装置１の温度が上昇することで、物体の導出精度が低下する場合がある。
【００２４】
ベースバンド基板７は、ＡＤ（Analog to Digital)変換器（例えば、図２に示すＡＤ変換器１６）、および、信号処理装置（例えば、図２に示す信号処理装置１０）を主に備えている。そして、信号処理装置１０の一周期内の処理時間の増加、および、処理周期の短縮の少なくともいずれか一方が行われることで、信号処理装置１０の消費電力が増加する。その結果、信号処理装置１０が発熱し、レーダ装置１の温度が上昇することで、物体の導出精度が低下する場合がある。
【００２５】
ケース８は、アンテナ基板３、アンテナシャーシ４、ＲＦシャーシ５、ＲＦ基板６、および、ベースバンド基板７を収容する筐体であり、例えば金属で生成される。
【００２６】
＜２．ブロック図＞
図２は、レーダ装置１のブロック図を主に示す図である。レーダ装置１は、例えば、車両（例えば、図１１に示す車両１９）に搭載され、車両１９の周辺の他の車両などの物体に係る検知点を導出する。検知点の導出結果は、車両１９の各部に制御信号を出力する車両制御装置（例えば、図２に示す車両制御装置１００）に送信され、車両１９のアクセル開度の調整、および、車両１９のユーザが装着するシートベルトの引き締めなどの車両１９の制御に用いられる。
【００２７】
レーダ装置１は、信号処理装置１０、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、ＡＤ変換器１６、および、内部温度センサ２１を主に備えている。
【００２８】
信号処理装置１０は、送信アンテナ１３から出力された送信波に対応する送信信号と、受信アンテナ１４が受信した反射波に対応する受信信号とに基づいて、物体に係る検知点の角度（例えば、図１１に示すレーダ装置１を搭載した車両１９に対する検知点の角度）を導出する。また、信号処理装置１０は検知点の角度以外にも車両１９に対する検知点の距離および、車両１９に対する検知点の相対速度を導出する。
【００２９】
また、信号処理装置１０は、後述する内部温度センサ２１、および、車速センサ２２の少なくも一のセンサから出力されるセンサ情報が所定条件を満たした場合、すなわちレーダ装置の内部温度が高温を示す温度（例えば、９０℃以上）になった場合に、送信アンテナ１３から出力される送信波の出力周期を所定周期よりも長い周期である特定周期に変更する制御を行う。そして、信号処理装置１０は、センサ情報が所定条件を満たした場合に、検知点の導出処理方法を一の処理方法から他の処理方法へ変更する。出力周期の変更、および、導出処理方法の変更については後に詳述する。
【００３０】
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、三角波状に電圧が変化する変調信号を生成する。
【００３１】
発振器１２は、信号生成部１１で生成された変調信号に基づき所定の周波数帯の信号（例えば、76.5GHz）を周波数変調し、送信信号として送信アンテナ１３に出力する。
【００３２】
送信アンテナ１３は、送信信号に対応する送信波を車両１９の外部に出力する。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と送信アンテナ１３ｂとはアンテナパターン形状が互いに異なっている。そのため、後に詳述するように、送信アンテナ１３ａから出力される送信波（以下、「第１送信波」ともいう。）のビームパターンと、送信アンテナ１３ｂから出力される送信波（以下、「第２送信波」ともいう。）のビームパターンとは異なるビームパターンとなる。
【００３３】
また、送信アンテナ１３ａ、および、１３ｂは、後述する切替部１３１のスイッチングにより所定周期で発振器１２との接続を切替られ、発振器１２と接続された送信アンテナから送信波が車両１９の外部に出力される。そのため、第１送信波の出力タイミングと、第２送信波の出力タイミングとは異なるタイミングとなる。
【００３４】
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の制御信号により送信アンテナ１３ａ、および、送信アンテナ１３ｂのいずれか一方の送信アンテナと発振器１２とを接続する。
【００３５】
受信アンテナ１４は、送信アンテナ１３から送信された送信波が検知点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。詳細には、第１送信波が検知点に反射した反射波（以下、「第１反射波」ともいう。）を受信アンテナ１４が受信する。そして、送信アンテナ１３ｂから第１送信波とは異なるタイミングで出力された第２送信波が検知点に反射した反射波（以下、「第２反射波」ともいう。）を受信アンテナ１４が受信する。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本の受信アンテナを備えている。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配置されている。
【００３６】
ミキサ１５は、各受信アンテナごと（ミキサ１５ａ〜１５ｄ）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差分のビート信号が生成される。ビート信号は、ＡＤ変換器１６に出力される。
【００３７】
ＡＤ変換器１６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。サンプリングされたデータは量子化され、アナログデータのビート信号はデジタルデータに変換される。そして、ＡＤ変換器１６は変換したデジタルデータを信号処理装置１０に出力する。なお、ＡＤ変換器１６もミキサ１５と同様に各受信アンテナごと（ＡＤ変換器１６ａ〜１６ｄ）に設けられている。
【００３８】
信号処理装置１０は、処理変更部１０１、フーリエ変換部１０２、ピーク抽出部１０３、角度演算部１０４、距離・相対速度演算部１０５、折り返し判定部１０６、および、送信制御部１０７の機能を主に備えている。以下、各機能について説明する。
【００３９】
処理変更部１０１は、内部温度センサ２１などからのセンサ情報が所定条件を満たした場合に、所定周期（例えば、４０ｍｓ周期）で出力される第１送信波と、所定周期で出力される第２送信波との出力周期を所定周期から所定周期よりも長い特定周期（例えば、８０ｍｓ周期）に変更する制御信号を送信制御部１０７に出力する。例えば、内部温度センサ２１により検出されたレーダ装置１の内部温度が９０℃を超える場合、送信アンテナ１３ａ、および、送信アンテナ１３ｂの送信波の出力周期を４０ｍｓから８０ｍｓに変更する制御信号を送信制御部１０７に出力する。
【００４０】
また、処理変更部１０１は、センサ情報が所定条件を満たした場合に、送信アンテナ１３ａから第１送信波が出力された直後に送信アンテナ１３ｂから出力する第２送信波の出力タイミングを、別の出力タイミングに変更する。例えば、送信アンテナ１３ａからの一の第１送信波の出力タイミングと次の第１送信波の出力タイミングとの略中間のタイミングで第２送信波を出力するように変更する制御信号を送信制御部１０７に出力する。
【００４１】
さらに、処理変更部１０１は、センサ情報が所定条件を満たした場合に、第１送信波および第２送信波と、第１反射波および第２反射とに基づき検知点の角度を導出する導出処理（以下、「第１導出処理」ともいう。）に替えて、次に説明する導出処理に変更する。つまり、処理変更部１０１は、第１送信波と第１反射波とに基づく検知点の角度を導出し、第２送信波と第２反射波とに基づく検知点の角度を導出する導出処理（以下、第２導出処理」ともいう）に変更する。
【００４２】
ここで、第２導出処理は、一周期の処理の中で、第１送信波および第２送信波と、第１反射波および第２反射波とに基づいて検知点を導出する第１導出処理と異なり、次のように検知点の導出を行う。つまり、一の周期で第１送信波と第１反射波とに基づく検知点の角度の導出処理を行い、一の周期の次の周期で第２送信波と第２反射波とに基づく検知点の角度の導出処理を行う。このように第１送信波および第１反射波と、第２送信波および第２反射波とに基づく検知点の角度の導出処理を別々の処理タイミングで行うことで、物体の角度の導出処理をほとんど遅延させることなく、レーダ装置１の発熱を抑制できる。
【００４３】
また、処理変更部１０１は、第１導出処理から第２導出処理への変更に伴い、後述する折り返し判定部１０６による検知点が導出された角度に存在するか否かを判定する処理タイミングを変更する。これにより車両１９の制御には影響がほとんどないように折り返し判定を行うタイミングを遅延させて、レーダ装置１の発熱を抑制できる。なお、折り返し判定部１０６の処理タイミングの変更の詳細については後述する。
【００４４】
フーリエ変換部１０２は、ＡＤ変換器１６から出力されたデジタルデータに対して高速フーリエ変換処理を行う。これにより、周波数を基準とした信号レベルを示す変換データが取得される。
【００４５】
ピーク抽出部１０３は、フーリエ変換部１０２で変換されたデータの信号の中で信号レベルが所定の閾値を超える信号(以下、「ピーク信号」という。）を抽出する。
【００４６】
角度演算部１０４は、ピーク信号の情報に基づき物体に係る検知点の角度を演算する。角度の演算は、各受信アンテナ１４ａ〜１４ｄにおける受信信号の位相差を用いて検知点の角度を推定する、例えば、ＥＳＰＲＩＴなどのアルゴリズムが用いられる。そして、相関行列の固有値、および、固有ベクトルに基づいて検知点の角度が演算される。
【００４７】
距離・相対速度演算部１０５は、変換データ中のピーク情報に基づき周波数が上昇する区間におけるピークと周波数が下降する区間におけるピークとのペアリングを行い、ペアリングしたピーク周波数に基づいて検知点とレーダ装置１を搭載した車両１９との距離、および、検知点と車両１９との相対速度の情報を演算する。ここで、距離は次の（１）式、相対速度は次の（２）式により求められる。また、Ｒは距離、ｆｕｐは周波数が上昇する区間におけるピーク信号の周波数、ｆｄｎは周波数が下降する区間におけるピーク信号の周波数、ΔＦは送信波の変調幅（例えば、200MHz）、ｆｍは変調周波数、ｆ０は中心周波数（例えば、76.5GHz）、ｃは送信波の伝搬速度である。
【００４８】
【数１】
0005827094.tif 000002
また、相対速度は次の数式により導出され、Ｖは相対速度を示す。
【００４９】
【数２】
0005827094.tif 000003
折り返し判定部１０６は、角度演算部１０４で演算された検知点の角度に当該検知点が存在するか否か、換言すれば検知点の角度に位相折り返しが生じているか否かを判定する。即ち、各受信アンテナにおける受信波の位相差を基に検知点の角度を推定する場合、受信波の位相差がｎ°の場合とｎ＋３６０°の場合とを区別できず、どちらであってもｎ°と推定してしまう。
【００５０】
例えば、受信波の位相差が３６０°の場合は検知点が自車両の正面から約４７°の角度をもった位置に存在することになるが、角度演算部１０４での演算結果は０°、即ち自車両の正面に検知点が存在すると誤検出してしまう。そこで、この位相折り返しが生じているかを判定するために送信アンテナ１３ａから出力される第１送信波のビームパターンと、送信アンテナ１３ｂから出力される第２送信波のビームパターンとを異なるビームパターンとしている。
【００５１】
ビームパターンの違いにより同じ物体からの反射波であっても、物体の存在する角度に応じて第１反射波と第２反射波との信号レベルが異なる。このようにビームパターンの異なる複数の送信波に対応するそれぞれの反射波の信号レベル差に応じて、角度演算部１０４で演算された検知点の角度に位相折り返しが生じているかを判定し、その確かさを判定する。
【００５２】
送信制御部１０７は、信号生成部１１に変調信号を生成する制御信号を出力する。つまり、処理変更部１０１の処理変更状況に応じて後述する図３、図４、図５、および、図６に示す第１送信波および第２送信波の出力周期等を制御する。なお、第１送信波および第２送信波の出力周期は処理変更部１０１の制御信号により変更される。また、送信制御部１０７は、切替部１３１の送信アンテナ１３の切替を制御する。つまり、発振器１２から出力される送信信号を送信波として送信アンテナ１３ａおよび１３ｂのうちのいずれの送信アンテナから車両１９の外部に送信するかを決定する。
【００５３】
内部温度センサ２１は、レーダ装置１の内に設けられたセンサである。内部温度センサ２１はレーダ装置１内部の各装置の温度を検出するセンサであり、レーダ装置１内部の温度情報を信号処理装置１０に出力する。
【００５４】
車速センサ２２は、車両１９に設けられたセンサである。車速センサ２２は車両１９の走行速度を示す車速パルスをレーダ装置１の信号処理装置１０に出力する。
【００５５】
車両制御装置１００は、レーダ装置１からの検知点の角度、距離、および、相対速度の情報を受信し、受信した情報に応じて車両１９のアクセル開度の調整、および、車両１９のユーザが装着するシートベルトの引き締めなどを行う制御信号を車両各部に出力する。
【００５６】
＜３．第１導出処理に関するタイムチャート＞
図３は、第１導出処理に関するタイミングを示すタイムチャートである。図３は、送信アンテナ１３ａ、および、送信アンテナ１３ｂの送信波の出力開始および出力終了のタイミングと、受信アンテナ１４の反射波の受信開始および受信終了のタイミングと、信号処理装置１０の物体導出処理の開始および終了のタイミングとを示すものである。
【００５７】
より詳細には、図３の信号Ｓ１は、所定周期Ｔ１（例えば、４０ｍｓ周期）の信号であり、第１送信波の出力開始および出力終了のタイミングを示す信号である。また、信号Ｓ２は、信号Ｓ１と同じ所定周期Ｔ１の信号であり第２送信波の出力開始および出力終了のタイミングを示す信号である。また、信号Ｓ３は、信号Ｓ１およびＳ２と同じ所定周期Ｔ１の信号であり、受信アンテナ１４の反射波の受信開始および受信終了のタイミングを示す信号である。さらに、信号Ｓ４は信号Ｓ１〜Ｓ３と同じ所定周期Ｔ１の信号であり信号処理装置１０の物体導出処理の開始および終了のタイミングを示す信号である。以下、各信号の処理タイミングについて具体的に説明する。
【００５８】
信号Ｓ１は時間ｔ１でＯＮ状態となり、時間ｔ１の後の時間ｔ２でＯＦＦ状態となる。つまり、第１送信波の出力が時間ｔ１で開始され、時間ｔ２で終了する。また、信号Ｓ１は時間ｔ６で２回目のＯＮ状態となり、時間ｔ６の後の時間ｔ７でＯＦＦ状態となる。このように信号Ｓ１は時間ｔ１から時間ｔ６の所定周期（例えば４０ｍｓ周期）Ｔ１でＯＮ、ＯＦＦの状態を繰り返す。  
【００５９】
信号Ｓ２は時間ｔ２でＯＮ状態となり、時間ｔ２の後の時間ｔ３でＯＦＦ状態となる。つまり、第２送信波の出力が時間ｔ２で開始され、時間ｔ３で終了する。また、信号Ｓ２は時間ｔ７で２回目のＯＮ状態となり、時間ｔ７の後の時間ｔ８でＯＦＦ状態となる。このように信号Ｓ２は時間ｔ２から時間ｔ７の所定周期（例えば４０ｍｓ周期）Ｔ１でＯＮ、ＯＦＦの状態を繰り返す。
【００６０】
信号Ｓ３は時間ｔ１でＯＮ状態となり、時間ｔ３の後の時間ｔ４でＯＦＦ状態となる。つまり、受信アンテナ１４の第１反射波および第２反射波の受信が時間ｔ１で開始され、時間ｔ４で終了する。また、信号Ｓ３は時間ｔ６で２回目のＯＮ状態となり、時間ｔ８の後の時間ｔ９でＯＦＦ状態となる。このように信号Ｓ３は時間ｔ１から時間ｔ６の所定周期（例えば４０ｍｓ周期）Ｔ１でＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。
【００６１】
信号Ｓ４は時間ｔ１でＯＮ状態となり、時間ｔ４の後の時間ｔ５でＯＦＦ状態となる。つまり、第１送信波および第２送信波と、第１反射波および第２反射波とに基づく検知点の角度、距離、相対速度の導出、および、第１反射波および第２反射波とに基づく折り返し判定の処理が時間ｔ２で開始され、時間ｔ５で終了する。これは、折り返し判定の処理は、第１反射波および第２反射波の２種類の反射波に基づいて行われるためである。また、信号Ｓ４は時間ｔ６で２回目のＯＮ状態となり、時間ｔ９の後の時間ｔ１０でＯＦＦ状態となる。このように信号Ｓ４は時間ｔ１から時間ｔ６の所定周期（例えば４０ｍｓ周期）Ｔ１でＯＮ、ＯＦＦの状態を繰り返す。
【００６２】
＜４．第１導出処理に関するＦＭ−ＣＷ方式＞
次に、図３を用いて説明した処理をＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式に基づいて図４を用いて説明する。なお、本実施形態では、ＦＭ−ＣＷ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検知点の角度等を導出する方式であれば、ＦＭ−ＣＷ方式に限定されない。
【００６３】
図４は、第１導出処理に関するＦＭ−ＣＷ方式の信号を示す図である。また、図４は、縦軸を周波数［単位GHｚ］、横軸を時間［単位ms］とする図である。図中の送信信号ＴＸ１、および、送信信号ＴＸ２は、中心周波数をｆ０（例えば、76.5GHz）として、一の所定周波数（例えば76.4GHz）から他の所定周波数（例えば、76.6GHz）まで上昇した後に、他の周波数から一の所定周波数まで下降をするように200MHzの間で一定の変化を繰り返す。つまり、一周期の中で一の所定周波数から他の所定周波数まで周波数が上昇する区間（以下、「ＵＰ区間」ともいう。）と、他の所定周波数から一の所定周波数まで下降する区間（以下、「ＤＯＷＮ区間」ともいう。）がある。
【００６４】
図４に示す送信信号ＴＸ１（時間ｔ１から時間ｔ２）は、所定周期の信号Ｓ１の時間ｔ１から時間ｔ２までの出力に対応する信号である。送信信号ＴＸ２（時間ｔ２から時間ｔ３）は、所定周期の信号Ｓ２の時間ｔ２から時間ｔ３までの出力に対応する信号である。
【００６５】
そして、所定周期の第１送信波が出力される時間ｔ１から出力が終了される時間ｔ２までの間に、一のＵＰ区間と一のＤＯＷＮ区間の組み合わせが２回含まれる。したがって、一のＵＰ区間と一のＤＯＷＮ区間とをＦＭ−ＣＷ方式の１周期とした場合、１回の第１送信波の出力で２周期分の周波数変調が行われていることとなる。また、１回の第２送信波の出力で２周期分の周波数変調が行われていることとなる。
【００６６】
また、受信信号ＲＸ（時間ｔ１から時間ｔ４）は、所定周期の信号Ｓ３の時間ｔ１から時間ｔ４の出力に対応する信号である。そして、送信信号ＴＸ３（時間ｔ６）は、所定周期の信号Ｓ１の時間ｔ６からの出力に対応する信号である。また、受信信号ＲＸａ（時間ｔ６）は、所定周期の信号Ｓ３の時間ｔ６からの出力に対応する信号である。
【００６７】
なお、図４に示すように信号処理装置１０により時間ｔ１から時間ｔ５まで第１送信波および第２送信波と、第１反射波および第２反射波とに基づき、検知点の角度、距離、相対速度の導出が行われる。すなわち、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の第１送信波および第１反射波の２周期分と、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の第２送信波および第２反射波の２周期分と（計４周期分）に基づいて、検知点の角度、距離、相対速度の導出が行われる。さらに、時間ｔ２から時間ｔ５の間で第１反射波および第２反射波とに基づき折り返し判定の処理が行われる。
【００６８】
＜５．第２導出処理に関するタイムチャート＞
図５は、第２導出処理に関するタイミングを示すタイムチャートである。第１導出処理が第２導出処理に変更されたことに伴い、図３に示した第１導出処理における送信アンテナ１３ａ、送信アンテナ１３ｂ、受信アンテナ１４、および、信号処理装置１０の処理タイミングが処理変更部１０１の制御信号により変更される。
【００６９】
図５の信号Ｓ１１は、信号Ｓ１の所定周期Ｔ１を２倍の周期とした特定周期Ｔ２（８０ｍｓ周期）の信号である。つまり、所定周期Ｔ１よりも長い特定周期Ｔ２で第１送信波が出力される。
【００７０】
また、信号Ｓ１２は信号Ｓ２の所定周期Ｔ１を２倍の周期とした特定周期Ｔ２の信号である。ここで、信号Ｓ１２は、信号Ｓ１１の一周期の略中間の位置でＯＮ状態となる。つまり、第１送信波の一の出力タイミング（時間ｔ１）と次の出力タイミング（時間ｔ１７）との略中間のタイミング（時間ｔ６）で第２送信波が出力される。
【００７１】
また、信号Ｓ１３は信号Ｓ３の周期と同じ所定周期Ｔ１の信号である。ここで、信号Ｓ３は一の周期中で第１反射波および第２反射波を受信するため、一の周期中でＯＮ状態となる時間が時間ｔ１から時間ｔ４となる。これに対して、信号Ｓ１３は一の周期で第１反射波を受信し、一の周期の次の周期で第２反射波を受信するため、一の周期中で信号Ｓ１３がＯＮ状態となる時間は、信号Ｓ３の場合と比べて短くなる。具体的には信号Ｓ１３は、時間ｔ１から時間ｔ４よりも前の時間の時間ｔ１２までＯＮ状態となり、時間ｔ１２から時間ｔ６までＯＦＦ状態となる。
【００７２】
さらに、信号Ｓ１４は信号Ｓ４の周期と同じ周期の信号である。ここで、信号Ｓ４は一の周期中で第１送信波および第２送信波と、第１反射波および第２反射波とに基づいて検知点の角度、距離、相対速度を導出するとともに折り返し判定を行う。このため、一の周期中でＯＮ状態となる時間が時間ｔ１から時間ｔ５となる。これに対して、信号Ｓ１４は一の周期で第１送信波と第１反射波とに基づく検知点の角度を導出する。そして、一の周期の次の周期で第２送信波と第２反射波とに基づく検知点の角度を導出する。このため、一の周期中で信号Ｓ１４がＯＮ状態となる時間は信号Ｓ４の場合と比べて短くなる。
【００７３】
具体的には信号Ｓ１４は時間ｔ１から時間ｔ５よりも前の時間の時間ｔ１３までＯＮ状態となり、時間ｔ１３から時間ｔ６までＯＦＦ状態となる。これにより、物体の角度の導出処理はほとんど遅延させることなく、レーダ装置の発熱を抑制できる。また、処理変更部１０１が第１送信波および第２送信波の出力周期を２倍の周期に変更するものの、物体導出処理に関する処理周期は変更しないため、信号処理装置１０の処理負荷は増加することはない。また、信号処理装置１０の物体導出の処理速度をほとんど低下させることなく、レーダ装置１の発熱を抑制できる。
【００７４】
次に、信号Ｓ１４における折り返し判定は、第１反射波と第２反射波とが受信アンテナ１４に受信されたことにより行われる。そして、第１導出処理における信号Ｓ４では、一の周期中の信号処理で第１反射波および第２反射波が受信されるため、一の周期中で折り返し判定部１０６による折り返し判定が行われる。これに対して、第２導出処理における信号Ｓ１４では、一の周期（奇数周期）で第１反射波が受信され、次の周期（偶数周期）で第２反射波が受信される。このため、折り返し判定部１０６が折り返し判定を行うのは、信号Ｓ１４における偶数周期中のＯＮ状態の場合である。例えば、信号Ｓ１４が時間ｔ６でＯＮ状態となり、時間ｔ１６でＯＦＦ状態となるまでの間に折り返し判定が行われる。これにより、車両１９の制御には影響がほとんどないように折り返し判定を行うタイミングを遅延させて、レーダ装置１の発熱を抑制できる。
【００７５】
以下、各信号の処理タイミングについて具体的に説明する。信号Ｓ１１は時間ｔ１でＯＮ状態となり、時間ｔ１の後の時間ｔ２でＯＦＦ状態となる。つまり、送信アンテナ１３ａからの第１送信波の出力が時間ｔ１で開始され、時間ｔ２で終了する。また、信号Ｓ１１は時間ｔ１７で２回目のＯＮ状態となり、時間ｔ１７の後の時間ｔ１８でＯＦＦ状態となる。このように信号Ｓ１は時間ｔ１から時間ｔ１７の特定周期（８０ｍｓ周期）Ｔ２でＯＮ、ＯＦＦの状態を繰り返す。  
【００７６】
信号Ｓ１２は時間ｔ６でＯＮ状態となり、時間ｔ６の後の時間ｔ１４でＯＦＦ状態となる。つまり、送信アンテナ１３ｂからの第２送信波の出力が時間ｔ６で開始され、時間ｔ１４で終了する。また、信号Ｓ１２は時間ｔ２１で２回目のＯＮ状態となり、時間ｔ２１の後の時間ｔ２２でＯＦＦ状態となる。このように信号Ｓ２は時間ｔ６から時間ｔ２１の特定周期Ｔ２でＯＮ、ＯＦＦの状態を繰り返す。
【００７７】
信号Ｓ１３は時間ｔ１でＯＮ状態となり、時間ｔ２の後の時間ｔ１２でＯＦＦ状態となる。つまり、受信アンテナ１４の第１反射波の受信が時間ｔ１で開始され、時間ｔ１２で終了する。また、信号Ｓ１３は時間ｔ６で２回目のＯＮ状態となり、時間ｔ１４の後の時間ｔ１５でＯＦＦ状態となる。つまり、受信アンテナ１４の第２反射波の受信が時間ｔ６で開始され、時間ｔ１５で終了する。このように信号Ｓ３は時間ｔ１から時間ｔ６の所定周期（４０ｍｓ周期）Ｔ１でＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。
【００７８】
信号Ｓ１４は時間ｔ１でＯＮ状態となり、時間ｔ１２の後の時間ｔ１３でＯＦＦ状態となる。つまり、時間ｔ１から時間ｔ１３の間で、第１送信波と第１反射波に基づく検知点の角度、距離、相対速度が導出される。また、信号Ｓ１４は時間ｔ６で２回目のＯＮ状態となり、時間ｔ１５の後の時間ｔ１６でＯＦＦ状態となる。つまり、時間ｔ６から時間ｔ１６の間で第２送信波と第２反射波に基づく検知点の角度、距離、相対速度が導出される。また、時間ｔ６から時間ｔ１６の間で第１反射波（直前の時間ｔ１から時間ｔ１２の間で受信したもの）および第２反射波（今回の時間ｔ６から時間ｔ１５の間で受信したもの）とに基づき折り返し判定の処理が行われる。このように信号Ｓ１４は時間ｔ１から時間ｔ６の所定周期Ｔ１でＯＮ、ＯＦＦの状態を繰り返す。
【００７９】
＜６．第２導出処理に関するＦＭ−ＣＷ方式＞
次に、図５を用いて説明した処理をＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式に基づいて図６を用いて説明する。
【００８０】
図６は、第２導出処理に関するＦＭ−ＣＷ方式の信号を示す図である。図６は、第１導出処理に関するＦＭ−ＣＷ方針の信号を示す図として説明した図４と一部が異なり、他の部分は同じ内容を示す図面である。図６と図４との主な相違点は、送信信号の出力タイミングである。
【００８１】
図６に示す送信信号ＴＸ１１（時間ｔ１から時間ｔ２）は、特定周期の信号Ｓ１１の時間ｔ１から時間ｔ２までの出力に対応する信号である。送信信号ＴＸ１２（時間ｔ６から時間ｔ１４）は、特定周期の信号Ｓ１２の時間ｔ６から時間ｔ１４までの出力に対応する信号である。ここで、時間ｔ６は図４で示した所定周期の第２送信波の出力が開始される時間ｔ２よりも後の時間であり、時間ｔ１４は図４で示した所定周期の第２送信波の出力が終了する時間ｔ３よりも後の時間である。このように送信信号ＴＸ１１と送信信号ＴＸ１２とが時間的に連続して出力されず、送信信号ＴＸ１１が出力された後、切替部１３１により送信アンテナ１３ａから送信アンテナ１３ｂに切替えられ、所定時間の間隔をあけて送信信号ＴＸ１２が出力される。
【００８２】
また、受信信号ＲＸ１（時間ｔ１から時間ｔ１２）は、所定周期の信号Ｓ１３の時間ｔ１から時間ｔ１２までの出力に対応する信号である。また、受信信号ＲＸ２（時間ｔ６から時間ｔ１５）は、所定周期の信号Ｓ１３の時間ｔ１２から所定時間の間隔をあけて時間ｔ６から時間ｔ１５までの出力に対応する信号である。
【００８３】
また、信号処理装置１０により時間ｔ１から時間ｔ１３まで特定周期の第１送信波と第１反射波に基づき検知点の角度、距離、相対速度が導出される。すなわち、ＵＰ区間とＤＯＷＮ区間の第１送信波および第１反射波の２周期分の送信波および受信波に基づいて、検知点の角度、距離、相対速度が導出される。
【００８４】
また、時間ｔ６から時間ｔ１６の間で特定周期の第２送信波と第２反射波に基づき検知点の角度、距離、相対速度が導出される。すなわち、ＵＰ区間とＤＯＷＮ区間の第２送信波および第２反射波の２周期分の送信波および受信波に基づいて、検知点の角度、距離、相対速度が導出される。
【００８５】
なお、第１導出処理がＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の４周期分で物検知点の導出処理を行っていたのに対して、第２導出処理では、ＵＰ区間およびＤＯＷＮ区間の２周期分で検知点の導出処理を行う。このため、第１導出処理と比べて検知点の角度等の導出の精度が若干低下する。
【００８６】
しかし、第１導出処理から第２導出処理に切り替わるのは、レーダ装置１の内部温度が高いときである。そして、このようにレーダ装置１の内部温度が高くなるのは、例えば、車両１９が停止しているときであり、車両１９の停止中は走行中ほど高い検知点の導出精度を要求されるものではない。そのため、第１導出処理から第２導出処理に切替えて、レーダ装置１による検知点の導出の精度が若干低下しても実用上は問題がない。
【００８７】
さらに、時間ｔ６から時間ｔ１６の間で第１反射波（直前の時間ｔ１から時間ｔ１２の間で受信したもの）および第２反射波（今回の時間ｔ６から時間ｔ１５の間で受信したもの）とに基づく折り返し判定の処理が行われる。
【００８８】
＜７．処理フローチャート＞
図７は、信号処理装置１０の処理フローチャートである。まず、ステップＳ１０１にて処理変更部１０１での処理を変更するための所定条件、即ちレーダ装置の内部温度が所定の高温状態になっているか否かを判断する。即ち、信号処理装置１０の処理変更部１０１は、レーダ装置１の内部温度センサ２１、および、車両１９に設けられた車速センサ２２から出力されたセンサ情報のうち少なくとも一のセンサ情報が所定条件を満たした場合（ステップＳ１０１がＹｅｓ）は、ステップＳ１０２の処理に進む。
【００８９】
ここで、センサ情報を出力するセンサは、例えば、内部温度センサ２１、および、車速センサ２２であり、内部温度センサ２１はレーダ装置の内部温度を直接検出するものであり、車速センサ２２はレーダ装置の内部温度を間接的に検出する。これらのセンサのいずれか一のセンサのセンサ情報を用いてもよいし、複数を組み合わせてもよい。また、内部温度センサ２１のセンサ情報が所定条件を満たす場合とは、例えばレーダ装置１の内部温度が９０℃を超える場合である。また、車速センサ２２のセンサ情報が所定条件を満たす場合とは、例えば車両１９の走行速度が２０ｋｍ／ｈを下回る場合である。
【００９０】
ここで、レーダ装置の内部温度を検出するために車速を使う理由について説明する。車両が走行中の間は、空気の流れによりレーダ装置が空冷されるため大きな温度上昇は起きないが、車両の走行状態が低速になったり停止したりすると空冷効果がなくなるため、レーダ装置の温度が上昇する。従って、車速が低速状態を示す例えば２０ｋｍ／ｈ以下になるとレーダ装置の内部温度が上昇することを間接的に検出できる。尚、車速センサ２２を条件判定に使う場合は、車速が低速になったからといって、直ちにレーダ装置の内部温度が上昇するものではないため、２０ｋｍ／ｈ以下となっている継続時間も条件に含めることが望ましい。例えば、２０ｋｍ／ｈ以下の状態が１分間続いた場合に所定条件を満たすと判断することが望ましい。
【００９１】
ステップＳ１０２では、処理変更部１０１の制御信号により送信制御部１０７が第１送信波および第２送信波の出力周期を所定周期から特定周期に変更して、ステップＳ１０３の処理に進む。なお、センサ情報が所定条件を満たさない場合（ステップＳ１０１がＮｏ）は、第１送信波および第２送信波の出力周期を所定周期のまま変更することなく、ステップＳ１０３の処理に進む。
【００９２】
ステップＳ１０３では、所定周期および特定周期のいずれかの周期で、送信アンテナ１３ａが第１送信波を出力し、送信アンテナ１３ｂが第２送信波を出力して、ステップＳ１０４の処理に進む。
【００９３】
ステップＳ１０４では、第１送信波および第２送信波が物体に反射した第１反射波および第２反射波の少なくも一の反射波を受信アンテナ１４が受信して、ステップＳ１０５の処理に進む。
【００９４】
ステップＳ１０５では、受信アンテナ１４で受信した第１反射波および第２反射波の少なくも一の反射波に対応する受信信号と第１送信波および第２送信波の少なくとも一の送信波に対応する送信信号とをミキサ１５が混合し、送信信号と受信信号との差分であるビート信号を生成してステップＳ１０６の処理に進む。
【００９５】
ステップＳ１０６では、アナログ信号であるビート信号をＡＤ変換器１６がＡＤ変換を行い、デジタルデータに変換してステップＳ１０７の処理に進む。
【００９６】
図８に示すステップＳ１０７では、デジタルデータに対してフーリエ変換部１０２が高速フーリエ変換処理を行って変換データを生成して、ステップＳ１０８の処理に進む。
【００９７】
ステップＳ１０８では、高速フーリエ変換した変換データの信号のうち所定の閾値を超えるピーク信号をピーク抽出部１０３が抽出して、ステップＳ１０９の処理に進む。
【００９８】
ステップＳ１０９では、相関行列の固有値、および、固有ベクトルに基づいて検知点の角度を演算して、ステップＳ１１０の処理に進む。
【００９９】
ステップＳ１１０では、変換データ中のピーク周波数に基づいて検知点とレーダ装置１を搭載した車両１９との距離、および、検知点とレーダ装置１を搭載した車両１９との相対速度を距離・相対速度演算部１０５が演算して、ステップＳ１１１の処理に進む。
【０１００】
なお、信号処理装置１０で行われる処理のうちステップＳ１０７からステップＳ１１０の処理は、ステップＳ１０１における所定条件を満たさない場合（ステップＳ１０１がＮｏ）は、第１導出処理に対応した処理として行われ、ステップＳ１０１における所定条件を満たした場合（ステップＳ１０１がＹｅｓ）は、第２導出処理に対応した処理として行われる。
【０１０１】
図９に示すステップＳ１１１では、処理変更部１０１により第１送信波および第２送信波の出力周期が所定周期から特定周期に変更されている場合（ステップＳ１１１がＹｅｓ）は、ステップＳ１１２の処理に進む。
【０１０２】
ステップＳ１１２では、信号処理装置１０の処理周期が偶数周期の場合、即ち送信アンテナ１３ｂによる送信波と受信波により検知点の情報を算出する処理を行なう場合（ステップＳ１１２がＹｅｓ）ステップＳ１１３の処理に進み、折り返し判定部１０６が折り返し判定の処理を行った後、ステップＳ１１５の処理に進む。なお、信号処理装置１０の処理周期が奇数周期の場合、即ち送信アンテナ１３ａによる送信波と受信波により検知点の情報を算出する処理を行なう場合（ステップＳ１１２がＮｏ）、折り返し判定部１０６は折り返し判定は行わずに、ステップ１１５の処理に進む。
【０１０３】
ステップＳ１１１に戻り、処理変更部１０１により第１送信波および第２送信波の出力周期が所定周期のままの場合（ステップＳ１１１がＮｏ）はステップＳ１１４の処理に進み、折り返し判定部１０６は折り返し判定処理の処理を行った後、ステップＳ１１５の処理に進む。
【０１０４】
ステップＳ１１５では、信号処理装置１０が検知点の情報（距離、相対速度、角度）を車両制御装置１００に出力する。これにより、検知点に対応する物体の位置等に応じた車両制御を行うことができる。
＜８．角度演算処理＞
次に、角度演算部１０４による角度演算処理について図１０を用いて説明する。図１０は、物体に係る検知点の角度スペクトラムを示す図である。図７は縦軸を信号レベル［単位ｄＢｖ］、横軸を角度［単位ｄｅｇ］とする図である。スペクトラムＵＳはＵＰ区間における検知点の角度を示すものであり、閾値ｓｈを超えた信号である角度ピークＰｈｕ１、および、角度ピークＰｈｕ２は相関行列の固有値、および、固有ベクトルから導出された検知点の角度を示す。
【０１０５】
また、スペクトラムＤＳはＤＯＷＮ区間における検知点の角度を示すものであり、閾値ｓｈを超えた信号である角度ピークＰｈｄ１、および、角度ピークＰｈｄ２は相関行列の固有値、および、固有ベクトルから導出された検知点の角度を示す。
【０１０６】
次に、角度演算部１０４はＵＰ区間の角度スペクトラムＵＳと、ＤＯＷＮ区間の角度スペクトラムＤＳとを信号レベルおよび角度に基づきペアリングする。そして、角度演算部１０４は、角度ピークＰｈｕ１およびＰｈｄ１の信号レベル、および、角度が略同一のピークであるため、角度ピークＰｈｕ１とＰｈｄ１とをペアリングする。また、角度演算部１０４は角度ピークＰｈｕ２およびＰｈｄ２の信号レベル，および，角度が略同一のピークであるため、角度ピークＰｈｕ２とＰｈｄ２とをペアリングする。
【０１０７】
その結果、次の（３）式により角度演算部１０４は２つの角度ピークの平均を導出して、２つの検知点のそれぞれの角度を演算する。これによりレーダ装置１を搭載した車両１９に対する検知点の角度を正確に取得できる。なお、数式のθｍは検知点の角度を示し、θｕｐは角度ピークｐｈｕ１（ｐｈｕ２）に対応する角度を示す。また、θｄｎは角度ピークＰｈｄ１（Ｐｈｄ２）に対応する角度を示す。
【０１０８】
【数３】
0005827094.tif 000004
＜９．折り返し判定処理＞
次に折り返し判定処理について、図１１、および、図１２を用いて説明する。図１１は第１送信波、および、第２送信波のビームパターンを示す図である。なお、以下においては、図中に示すｘｙ座標軸を用いて、方向を適宜示す。このｘｙ座標軸は車両１９に対して相対的に固定されるものであり、車両１９の車幅方向がｘ軸方向、車両１９の進行方向がｙ方向にそれぞれ対応する。詳細には、車両１９の左方向が−ｘ方向、車両１９の右方向が＋ｘ方向となる。また車両１９が前進する方向が＋ｙ方向、車両１９が後退する方向が−ｙ方向となる。
【０１０９】
図１１に示すビームパターンＢＳは送信アンテナ１３ａから出力される第１送信波のビームパターンである。ビームパターンＢＳは、車両１９の車幅方向（ｘ軸方向）の車体の略中心から車両１９の直進方向に伸びる中心軸ＣＬを中心に左右対称の破線で示す領域（Ａ領域）を有する。
【０１１０】
また、ビームパターンＢＷは、送信アンテナ１３ｂから出力される第２送信波のビームパターンである。ビームパターンＢＷは、ビームパターンＢＳと同様に中心軸ＣＬに対して左右対称の一点鎖線で示す領域を有する。なお、ビームパターンＢＷの領域は、Ａ領域と重なる領域以外の車両右側（＋ｘ方向）の領域をＢ領域とし、Ａ領域と重なる領域以外の車両左側（−ｘ方向）の領域をＣ領域とする。また、ビームパターンＢＷはビームパターンＢＳと比べてブロードなビームパターンとなっている。このようにビームパターンが異なるのは、送信アンテナ１３ａのアンテナパターンと送信アンテナ１３ｂのアンテナパターンとが異なるアンテナパターンであるためである。
【０１１１】
図１２は、２種類のビームパターンにおける受信レベルを示す図である。図１２は縦軸を信号レベル［単位ｄＢｖ］、横軸を角度［単位ｄｅｇ］とする図である。また、横軸の中心位置を０度とし右側を＋の角度、左側を−の角度として示している。さらに、±５ｄｅｇを境として、図１１に示した各ビームパターンの領域に対応している。つまり、＋５ｄｅｇから−５ｄｅｇの範囲がＡ領域に対応している。また、＋５ｄｅｇを超える角度範囲がＢ領域に対応している。さらに、−５ｄｅｇを下回る角度範囲がＣ領域に対応している。
【０１１２】
そして、検知点がＡ領域内に存在する場合は、ビームパターンＢＳに対応する第１送信波を出力したとき、第１反射波の信号レベルは、Ａ領域に対応する受信信号ＲＸＳに示すレベルとなる。また、ビームパターンＢＷに対応する第２送信波を出力したとき、第２反射波の信号レベルは、Ａ領域に対応する受信信号ＲＸＷに示すレベルとなり、受信信号ＲＸＳの信号レベルが受信信号ＲＸＷよりも大きくなる。この場合、折り返し判定部１０６は、検知点が角度演算部１０４が導出した角度（Ａ領域内の角度）に存在すると判定する。
【０１１３】
ここで、一の角度に検知点が存在するとして導出されたにもかかわらず、実際には検知点が一の角度に存在しない理由について再度詳細に説明する。例えば、複数のアレーアンテナで検知点からの反射波を受信する場合、基準となる一のアンテナ（以下、「基準アンテナ」ともいう。）と隣接する他のアンテナ（以下、「隣接アンテナ」ともいう。）とでは検知点の存在する角度に応じて反射波の受信するタイミングの時間差（位相差）が生じる。
【０１１４】
レーダ装置１を搭載した車両１９の真正面（図１１に示す中心軸ＣＬ上の位置）を０度とし、車両１９の右側（＋ｘ方向）を＋（プラス）の角度とし、左側（−ｘ方向）を−（マイナス）の角度とすると、プラスおよびマイナスのいずれかの角度の値が大きいほど、基準アンテナに対する隣接アンテナの反射波の位相差が大きくなる。そして、位相差が３６０度を超えた場合、角度演算部１０４が、位相差が３６０度を下回る場合の検知点の角度と、位相差が３６０度を上回る場合の角度とを同じ角度に存在する検知点として導出する場合がある。
【０１１５】
例えば、基準アンテナに対する隣接アンテナの位相差が６０度の場合には車両１９に対する検知点の角度が＋５ｄｅｇの図１１に示すＡ領域内に存在すると仮定する。この場合に、基準アンテナに対する隣接アンテナの位相差が４２０度のときは、車両１９に対する検知点の角度は＋５ｄｅｇよりも大きい角度（例えば，＋３０ｄｅｇ）となり、図１１に示すＢ領域内に存在することとなる。しかし、位相が３６０度を超えると基準アンテナに対する隣接アンテナの位相差４２０度が、位相差６０度として演算され、Ｂ領域に存在する検知点がＡ領域に存在するとして導出される。このため、検知点がＡ領域の角度（例えば、＋５ｄｅｇ）に存在するとして導出されたにもかかわらず、実際には検知点がＡ領域の角度に存在せずに、Ｂ領域の角度（例えば、＋３０ｄｅｇ）に存在する。
【０１１６】
図１２の説明に戻り、検知点がＢ領域内に存在する場合は、第１反射波の信号レベルおよび、第２反射波の信号レベルは、Ｂ領域に対応する受信信号ＲＸＳおよび受信信号ＲＸＷに示すレベルとなる。そして、受信信号ＲＸＳの信号レベルは受信信号ＲＸＷよりも小さくなる。この場合、仮に角度演算部１０４が当該検知点の存在する角度をＡ領域の角度と導出したとしても、折り返し判定部１０６は、検知点が角度演算部１０４が導出した角度（Ａ領域の角度）ではなく、Ｂ領域の角度に存在する検知点であると判定する。
【０１１７】
また、検知点がＣ領域内に存在する場合は、第１反射波の信号レベルおよび、第２反射波の信号レベルは、Ｃ領域に対応する受信信号ＲＸＳおよび受信信号ＲＸＷに示すレベルとなる。そして、受信信号ＲＸＳの信号レベルは受信信号ＲＸＷよりも小さくなる。この場合、仮に角度演算部１０４が当該検知点の存在する角度をＡ領域の角度と導出したとしても、折り返し判定部１０６は、検知点が角度演算部１０４が導出した角度（Ａ領域内の角度）ではなく、Ｃ領域の角度に存在する検知点であると判定する。このように折り返し判定部１０６は、第１反射波に基づく信号レベルと、第２反射波に基づく信号レベルとの信号レベル差に応じて、角度に検知点が存在するか否かの判定を行う。
【０１１８】
＜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。
【０１１９】
上記実施の形態において、レーダ装置１は、車両１９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。
【０１２０】
また、上記実施の形態において、レーダ装置１は、複数のアレーアンテナを備え、アンテナの位置を固定として、検知点の角度を電気的に導出する電子スキャンレーダ装置について説明したが、電子スキャンレーダ装置以外にもアンテナの位置を動的い変化させて検知点の角度を導出するメカスキャンレーダ装置であってもよい。
【０１２１】
また、上記実施の形態において、送信アンテナを２本、受信アンテナを４本として説明しているが、各アンテナの本数がこれ以外の本数でもよく、例えば、送信アンテナが３本、受信アンテナが５本であってもよい。つまり、少なくとも送信アンテナが２本以上であればよい。
【０１２２】
また、上記実施の形態において、レーダ装置１は、受信アンテナ１４と送信アンテナ１３とをそれぞれ独立に設けているが、受信アンテナが送信アンテナを兼ねるようにしてもよい。この場合、各アンテナは送信波を送信した直後に受信状態に切り替わり、送信波が物体に反射した反射波を受信することが可能となる。
【０１２３】
また、上記実施の形態において、レーダ装置１は、受信アンテナ１４ごとに専用の処理回路（ミキサ１５、および、ＡＤ変換器１６）を設けてもよいが、全受信アンテナによる受信信号をまとめて処理する回路を設けてもよい。この場合、時分割で処理回路が対応する受信アンテナ１４を受信アンテナ１４ａから１４ｄに順次切替える制御が必要となるが、レーダ装置１の回路構成をコンパクトにできる。
【０１２４】
また、上記実施の形態において、第１送信波のビームパターンＢＳと第２送信波のビームパターンＢＷについて説明したが、それぞれのビームパターンの形状が異なれば、各送信アンテナのビームパターンは上記実施の形態で説明したビームパターン以外でもよい。換言すれば、アンテナのアンテナパターンを上記実施の形態のビームパターンに対応するアンテナパターン以外のアンテナパターンとしてもよい。
【０１２５】
また、上記実施の形態において、図５を用いて説明した第２導出処理に関する信号Ｓ１１およびＳ１２の周期を所定周期Ｔ１の２倍の周期の周期Ｔ２（８０ｍｓ周期）としたが、周期Ｔ２は８０ｍｓ以外の周期であってもよい。つまり、所定周期Ｔ１の２倍以外の周期で所定周期Ｔ１よりも長い周期であればよい。さらに、信号Ｓ１３の周期を所定周期Ｔ１（４０ｍｓ）としたが、４０ｍｓ以外の周期であってもよい。この場合、信号Ｓ１１および信号Ｓ１２の周期に応じて、信号Ｓ１３の周期の長さを調整してもよい。また、信号Ｓ１４の周期を所定周期Ｔ１（４０ｍｓ）としたが、４０ｍｓ以外の周期であってもよい。この場合、信号Ｓ１１および信号Ｓ１２の周期に応じて、信号Ｓ１４の周期の長さを調整してもよい。
【０１２６】
また、上記実施の形態において、第２送信波を出力する送信アンテナ１３ｂの送信波の出力タイミングを別の出力タイミングに変更する例として、送信アンテナ１３ａからの一の第１送信波の出力タイミングと次の第１送信波が出力されるタイミングとの略中間のタイミングで送信するように変更する制御信号を送信制御部１０７に出力することについて述べた。これ以外にも送信アンテナ１３ａからの一の第１送信波の出力タイミングと次の第１送信波が出力されるタイミングの間であれば、一の第１送信波の出力タイミングと次の第１送信波が出力されるタイミングの略中間のタイミング以外で第２送信波を出力してもよい。
【０１２７】
また、上記実施の形態において、第１送信波および第２送信波の出力周期等を変更する所定条件として、内部温度センサ２１、および、車速センサ２２の少なくとも一のセンサ情報が所定条件を満たした場合であることについて述べたが、レーダ装置の内部温度を推定できるものであれば他のセンサを用いてもよい。例えば、これ以外の所定条件として、車両１９に設けられた温度センサが検出した外気温を条件としてもよい。この場合例えば、温度センサが検出した外気温が３０度を超える場合に、処理変更部１０１の所定条件を満たすとしてしてもよい。
【０１２８】
さらに、所定条件を満たすか否かの判断を、処理変更部１０１が車両１９および車両１９に備えられた装置から得られる情報を用いて行ってもよい。例えば、処理変更部１０１が車両１９の走行する時間帯、天候、車両１９に搭載されたナビゲーション装置からの出力情報、および、車両１９のライトの点灯状態のいずれか一の条件により判断してもよい。
【０１２９】
そして、時間帯に対して所定条件を満たすか否かの判断は、昼間は夜間と比べて外気温が高く明るいため、ドライバーの視界の見通しも良い。そのため、昼間はレーダ装置１の内部温度が高いと推定して第１送信波および第２送信波の出力周期を特定周期とし、第２導出処理で検知点を導出するように変更してもよい。これに対して、夜間は外気温が下がり暗いためドライバーの視界の見通しも昼間に比べて悪くなる。そのため、夜間はレーダ装置１の内部温度が昼間ほどは高くならないため第１送信波および第２送信波の出力周期を所定周期とし、第１導出処理で検知点を導出するようにしてもよい。
【０１３０】
また、夜間はドライバーの見通しも悪くなるため、物体の検出精度を低下させないように第２導出処理への切替えを禁止して、第１導出処理により検知点を導出するようにしてもよい。
【０１３１】
また、天候に対して所定条件を満たすか否かの判断は、雨および雪のいずれかの天候の場合は、ドライバーの視界の見通しも悪くなるため、第１送信波および第２送信波の出力周期を所定周期とし、第１導出処理で検知点を導出するようにしてもよい。つまり、雨および雪のいずれかの天候の場合はドライバーの見通しも悪くなるため、物体の検出精度を低下させないように第２導出処理への切替えを禁止して、第１導出処理により検知点を導出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１・・・・・レーダ装置
１０・・・・信号処理装置
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・・・・ＡＤ変換器
【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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