(57)【要約】【課題】高速対象物の距離測定の高速応答を図る。【解決手段】ＦＦＴ方式演算部５１は、Ａ／Ｄ変換部２３から提供される２周波のドップラ信号に基づいて、対象物の距離を算出する。ハイパスフィルタ部５２は、Ａ／Ｄ変換部２３から提供される２周波のドップラ信号に対してハイパスフィルタ処理を施す。タイムインターバル方式演算部５３は、このハイパスフィルタ処理の結果得られる信号に基づいて、対象物の距離を算出する。演算結果統合部５４は、タイムインターバル方式演算部５３による算出距離と、ＦＦＴ方式演算部５１による算出距離とを統合した距離を、演算結果出力部５５を介して外部に出力する。本発明は、プリクラッシュシステム等の高応答システムに適用可能である。【選択図】図１１
2008190965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数にて送信された送信信号と前記送信信号が対象物から反射された反射信号とから生成される混合信号を利用して、前記対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を測定する測定装置において、
前記混合信号から所定値以下の周波数成分が除去された抽出信号を生成するハイパスフィルタ部と、
前記抽出信号からタイムインターバル方式を利用して前記対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を算出する第１の演算部と、
前記タイムインターバル方式とは別方式を利用して、前記混合信号から前記対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を算出する第２の演算部と
を備える測定装置。
【請求項２】
前記混合信号はドップラ信号であり、
前記第１の演算部は、前記抽出信号から周波数を検出して、その周波数を利用して前記対象物との相対速度を算出する
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記送信信号は、第１の周波数を有する第１の送信信号と第２の周波数を有する第２の送信信号を含み、
前記混合信号は、前記第１の送信信号を基に生成された第１のドップラ信号と前記第２の送信信号を基に生成された第２のドップラ信号を含み、
前記ハイパスフィルタ部は、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号との各々から所定値以下の周波数成分が除去された前記抽出信号を生成し、
前記第１の演算部は、前記抽出信号から前記タイムインターバル方式を利用して、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号とから生成された各々の前記抽出信号の位相差を検出して、その位相差を利用して前記対象物の距離を算出する
請求項１乃至２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記別方式は、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号とに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析処理を施すことで、前記第１のドップラ信号の周波数、前記第２のドップラ信号の周波数、または、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号の位相差のうち少なくとも１つを検出するＦＦＴ方式である
請求項２乃至３に記載の測定装置。
【請求項５】
さらに、前記第２の演算部からの前記ＦＦＴ方式による算出距離と、前記第１の演算部からの前記タイムインターバル方式による算出距離とに基づいて、出力対象の距離を算出する第３の演算部を備える
請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
さらに、前記ＦＦＴ解析処理の結果に基づいて、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号が、１つの対象物での反射信号に基づく第１の信号であるのか、複数の対象物の各反射信号の合成信号に基づく第２の信号であるのかを判定する判定部を備え、
前記第３の演算部は、さらに、前記判定部が前記第１の信号であると判定した場合、前記出力対象の距離の算出要素として、前記タイムインターバル方式による算出距離を含め、前記判定部が前記第２の信号であると判定した場合、前記出力対象の距離の算出要素として前記タイムインターバル方式による算出距離を除外するか、または、前記第１の演算部についての前記タイムインターバル方式による距離の算出を禁止する
請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
所定の周波数にて送信された送信信号と前記送信信号が対象物から反射された反射信号とから生成される混合信号を利用して、前記対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を測定する測定装置の測定方法において、
前記混合信号から所定値以下の周波数成分が除去された抽出信号を生成する第１のステップと、
前記第１のステップの処理により生成された前記抽出信号からタイムインターバル方式を利用して前記対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を算出する第２のステップと、
前記タイムインターバル方式とは別方式を利用して、前記混合信号から前記対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を算出する第３のステップと
を含む測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物との距離または相対速度を測定する測定装置および方法に関する。特に、対象物が高速で近づいてきたときでも、高速応答の距離測定または/および相対速度の測定ができるようになった測定装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車と他車との間の相対速度や距離を測定するセンサとして、２周波ＣＷ(Continuous Wave)方式のレーダ（以下、２周波ＣＷレーダと称する）が知られている（例えば特許文献１，２参照）。即ち、この２周波ＣＷレーダは、送信信号の対象物での反射信号についてのドップラ信号の周波数（以下、ドップラ周波数と称する）や位相を検出し、その検出結果を用いて他車の相対速度や距離を測定する。
【０００３】
自動車（自車）には、このような２周波ＣＷレーダ等のセンサを用いて先行車（他車）との車間距離を一定に保ちながら自動追従できるACC（アダプティブ・クルーズ・コントロール）システムが搭載されている。また、近年では、このような２周波ＣＷレーダ等のセンサを用いて自車と他車に衝突しそうであること（プリクラッシュ）を検知して衝突時に衝撃を軽減するためのプリクラッシュシステムが搭載されてきた。
【０００４】
このように、自動車にはセンサからの信号を利用した用途の異なるシステムが複数搭載されるようになってきている。
【０００５】
このようなシステムでは、他車が高速であればある程短時間で自車に接近してくるので、その性質上、高速で近づいてくる他車の距離測定については、その精度を維持しつつも高速応答であることが要求される。
【特許文献１】特許第３２０３６００号公報
【特許文献２】特開２００４−６９６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の２周波ＣＷレーダでは、かかる要望に応えられる程、応答速度が十分でない。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、対象物が高速で近づいてきたときでも、高速応答の距離測定ができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の測定装置は、所定の周波数にて送信された送信信号と前記送信信号が対象物から反射された反射信号とから生成される混合信号を利用して、前記対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を測定する測定装置であって、前記混合信号から所定値以下の周波数成分が除去された抽出信号を生成するハイパスフィルタ部と、前記抽出信号からタイムインターバル方式を利用して前記対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を算出する第１の演算部と、前記タイムインターバル方式とは別方式を利用して、前記混合信号から前記対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を算出する第２の演算部とを備える。
【０００９】
これにより、一対象物が高速で近づいてきたときでも、高速応答の距離や速度の測定ができるようになる。
【００１０】
つまり、第１の演算部は、例えば、連続波を用いるレーダが一般的に用いている第２の演算部としてのＦＦＴ解析処理よりも高速に距離または相対速度を測定できる。さらに、ハイパスフィルタ処理を行うことにより、混合信号に複数の対象物による周波数成分が含まれていても、所定値以上の高周波成分のみが抽出される。このことは、相対速度の一番大きい対象物に対する情報を抽出できることを意味している。つまり、複数の対象物が存在していても、そのうちの、相対速度の一番大きい対象物との距離または相対速度を測定できることを意味している。
【００１１】
各部は、例えば、マイクロコンピュータにより、或いは、演算制御回路により、またはそれらの組合せにより構成される。換言すると、各部は、１つの単位（例えば回路基板等の単位）で構成する必要もなく、幾つかの単位に分割し構成するようにしてもよい。また、各部は個別に構成する必要もなく、複数の部を組み合わせて、即ち、複数の部を１つの単位として構成するしてもよい。
【００１２】
前記混合信号はドップラ信号であり、前記第１の演算部は、前記抽出信号から周波数を検出して、その周波数を利用して前記対象物との相対速度を算出する。
【００１３】
前記送信信号は、第１の周波数を有する第１の送信信号と第２の周波数を有する第２の送信信号を含み、前記混合信号は、前記第１の送信信号を基に生成された第１のドップラ信号と前記第２の送信信号を基に生成された第２のドップラ信号を含み、前記ハイパスフィルタ部は、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号との各々から所定値以下の周波数成分が除去された前記抽出信号を生成し、前記第１の演算部は、前記抽出信号から前記タイムインターバル方式を利用して、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号とから生成された各々の前記抽出信号の位相差を検出して、その位相差を利用して前記対象物の距離を算出する。
【００１４】
これにより、例えば、測定装置として、２周波ＣＷ(Continuous Wave)レーダを採用することが容易にできるようになる。この場合、異なる周波数の２種類の連続波を送信信号として送信されるので、混合信号は各々の周波数について生成されるので２種類生成される。ひとつの混合信号を用いれば、そこに含まれるドップラ周波数から対象物との相対速度が測定される。２種類の混合信号を利用すれば、それらの位相差が求まるので、この位相差により対象物との距離が測定できる。
【００１５】
前記別方式は、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号とに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析処理を施すことで、前記第１のドップラ信号の周波数、前記第２のドップラ信号の周波数、または、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号の位相差のうち少なくとも１つを検出するＦＦＴ方式である。
【００１６】
これにより、対象物が複数の場合であっても、複数の対象物のそれぞれの距離を算出できるようになる。
【００１７】
さらに、前記第２の演算部からの前記ＦＦＴ方式による算出距離と、前記第１の演算部からの前記タイムインターバル方式による算出距離とに基づいて、出力対象の距離を算出する第３の演算部を備える。
【００１８】
これにより、より一段と精度のよい算出結果を出力できるようになる。さらなる精度を出力すべく、次のようにすることもできる。
【００１９】
さらに、前記ＦＦＴ解析処理の結果に基づいて、前記第１のドップラ信号と前記第２のドップラ信号が、１つの対象物での反射信号に基づく第１の信号であるのか、複数の対象物の各反射信号の合成信号に基づく第２の信号であるのかを判定する判定部を備え、前記第３の演算部は、さらに、前記判定部が前記第１の信号であると判定した場合、前記出力対象の距離の算出要素として、前記タイムインターバル方式による算出距離を含め、前記判定部が前記第２の信号であると判定した場合、前記出力対象の距離の算出要素として前記タイムインターバル方式による算出距離を除外するか、または、前記第１の演算部についての前記タイムインターバル方式による距離の算出を禁止する。
【００２０】
これにより、より一段と精度のよい算出結果を出力できるようになる。さらなる精度を出力すべく、次のようにすることもできる。
【００２１】
本発明の一側面の測定方法は、上述した本発明の一側面の測定装置に対応する方法である。
【発明の効果】
【００２２】
以上のごとく、本発明によれば、ドップラ方式による距離測定が実行できる。特に、対象物が高速で近づいてきたときでも、高速応答の距離測定ができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ここで、本発明の理解を容易なものとするため、本発明の実施の形態を説明する前に、［発明が解決しようとする課題］の欄で述べた課題について、詳しく説明する。
【００２４】
図１は、従来の測定装置としての２周波ＣＷレーダ１の構成例を示している。
【００２５】
従来の２周波ＣＷレーダ１は、その名称の如く、２周波ＣＷ方式による測定を行うことができる。
【００２６】
ここで、２周波ＣＷ方式による測定の概略について説明する。
【００２７】
２周波ＣＷレーダ１は、周波数ｆ１のＣＷ(Continuous Wave)と、周波数ｆ２のＣＷとを時分割で切り替えた結果得られる信号（以下、２周波ＣＷと称する）を生成し、その２周波ＣＷを送信信号Ｓｓとして出力する。
【００２８】
この送信信号Ｓｓは測定対象物２において反射し、その反射信号が受信信号Ｓｒとして２周波ＣＷレーダ１に受信される。
【００２９】
このとき、２周波ＣＷレーダ１と測定対象物２との間に相対速度vが存在すれば、送信信号Ｓｓの周波数ｆ１,ｆ２のそれぞれに対してドップラ周波数△ｆ１,△ｆ２のそれぞれが発生し、その結果、受信信号Ｓｒの周波数は、周波数ｆ１＋△ｆ１,ｆ２+△ｆ２となる。換言すると、２つの周波数ｆ１＋△ｆ１,ｆ２＋△ｆ２を有する２周波ＣＷが、受信信号Ｓｒと等価な信号となる。
【００３０】
そこで、２周波ＣＷレーダ１は、この受信信号Ｓｒからドップラ周波数△ｆ１または△ｆ２を検出して、次の式（１）または式（２）の演算を行うことで、２周波ＣＷレーダ１に対する測定対象物２の相対速度ｖを求めることができる。
【００３１】
ｖ ＝ ｃ ＊ △ｆ１ ／ (２*ｆ１)        ・・・（１）
ｖ ＝ ｃ ＊ △ｆ２ ／ (２*ｆ２)        ・・・（２）
なお、ｃは光速を表している。
【００３２】
また、２周波ＣＷレーダ１は、ドップラ周波数△ｆ１であるドップラ信号の位相φ１と、ドップラ周波数△ｆ２であるドップラ信号の位相φ２とを、受信信号Ｓｒから検出して、次の式（３）の演算を行うことで、２周波ＣＷレーダ１と測定対象物２との間の距離Ｌを求めることができる。
【００３３】
Ｌ ＝ ｃ ＊ （φ１ − φ２） ／ ４π ＊ （ｆ１ − ｆ２）      ・・・（３）
【００３４】
このような一連の処理により行われる測定が、２周波ＣＷ方式による測定である。
【００３５】
図１の従来の２周波ＣＷレーダ１は、このような２周波ＣＷ方式による測定を行うべく、
発振部１１乃至ＦＦＴ方式演算部２４を含むように構成されている。
【００３６】
発振部１１は、ＦＦＴ方式演算部２４の制御に基づいて、周波数ｆ１のＣＷと周波数ｆ２のＣＷとを交互に切り替えて発振する。即ち、周波数ｆ１，ｆ２を有する２周波ＣＷが発振部１１から出力され、増幅部１２に提供される。
【００３７】
増幅部１２は、この２周波ＣＷに対して増幅処理等の各種処理を適宜施して、分岐部１３に提供する。
【００３８】
分岐部１３は、増幅部１２からの２周波ＣＷ、即ち、周波数ｆ１，ｆ２を有する２周波ＣＷを、増幅部１４と混合部１８とのそれぞれに提供する。
【００３９】
増幅部１４は、分岐部１３からの２周波ＣＷ、即ち、周波数ｆ１，ｆ２を有する２周波ＣＷを、増幅処理等の各種処理を適宜施し、その結果得られる信号を出力信号としてアンテナ部１５に提供する。この増幅部１４の出力信号が送信信号Ｓｓとして、電波の形態でアンテナ部１５から出力される。
【００４０】
なお、２周波ＣＷは、必要に応じて、所定の変調方式により変調された上で、送信信号Ｓｓとして、アンテナ部１５から出力される。この変調処理は、例えば増幅部１４において実行されるとする。
【００４１】
送信信号Ｓｓは測定対象物２で反射し、その反射信号が受信信号Ｓｒとしてアンテナ部１６に受信される。
【００４２】
なお、図１の例では、送信用のアンテナ部１５と受信用のアンテナ部１６とが別個に設けられているが、送信用と受信用とを併用する１つのアンテナ部を設けるようにしてもよい。
【００４３】
増幅部１７は、アンテナ部１６に受信された受信信号Ｓｒに対して、増幅処理等の各種処理を適宜施し、その結果得られる２周波ＣＷを出力信号として混合部１８に提供する。なお、増幅部１４が変調処理を実行している場合には、増幅部１７は、さらに、上述した２周波ＣＷを得るために、その変調処理に対応する復調処理を実行する。
【００４４】
この増幅部１７から出力される２周波ＣＷ、即ち、受信信号Ｓｒから得られた２周波ＣＷは、上述したように、周波数ｆ１＋△ｆ１と、周波数ｆ２＋△ｆ２とを有する。即ち、増幅部１７からは、あたかも、周波数ｆ１＋△ｆ１のＣＷと、周波数ｆ２＋△ｆ２のＣＷとが時分割で交互に切り替えられて順次出力されることになる。
【００４５】
混合部１８は、この増幅部１７から出力される２周波ＣＷ（周波数ｆ１＋△ｆ１，ｆ２＋△ｆ２を有する２周波ＣＷ）と、分岐部１３から出力される２周波ＣＷ（周波数ｆ１，ｆ２を有する２周波ＣＷ）とを混合し、その結果得られる混合信号Ｓｍｉｘ、具体的には例えば図２に示される波形を有する混合信号Ｓｍｉｘを、スイッチ部２０に出力する。
【００４６】
スイッチ部２０は、切り替えタイミング部１９の制御に基づいて、その出力先を、増幅部２１−１と増幅部２１−２とのうちの一方から他方へ切り替える。即ち、切り替えタイミング部１９は、ＦＦＴ方式演算部２４による発振部１１の発振周波数ｆ１，ｆ２の切り替えタイミングを監視し、周波数がｆ２からｆ１に切り替えられるタイミングで、スイッチ部２０の出力先を増幅部２１−１側に切り替え、また、周波数がｆ１からｆ２に切り替えられるタイミングで、スイッチ部２０の出力先を増幅部２１−２側に切り替える。
【００４７】
即ち、混合信号Ｓｍｉｘのうちの、発振部１１が周波数ｆ１のＣＷを発振している間に混合部１８から出力された信号は、スイッチ部２０を介して増幅部２１−１に提供されて増幅処理等の各種処理が適宜施され、さらに、ローパスフィルタ部２２−１により高域成分（ノイズ等）が除去された上で、信号Ｓ△ｆ１としてＡ／Ｄ変換部２３に提供される。この信号Ｓ△ｆ１が、ドップラ周波数△ｆ１を有するドップラ信号である。
【００４８】
一方、混合信号Ｓｍｉｘのうちの、発振部１１が周波数ｆ２のＣＷを発振している間に混合部１８から出力された信号は、スイッチ部２０を介して増幅部２１−２に提供されて増幅処理等の各種処理が適宜施され、さらに、ローパスフィルタ部２２−２により高域成分（ノイズ等）が除去された上で、信号Ｓ△ｆ２としてＡ／Ｄ変換部２３に提供される。この信号Ｓ△ｆ２が、ドップラ周波数△ｆ２を有するドップラ信号である。
【００４９】
即ち、図２に示されるように、混合部１８から出力された混合信号Ｓｍｉｘは、切り替えタイミング部１９乃至ローパスフィルタ部２２−２により、ドップラ周波数△ｆ１を有するドップラ信号Ｓ△ｆ１と、ドップラ周波数△ｆ２を有するドップラ信号Ｓ△ｆ２とのそれぞれに分離されて、Ａ／Ｄ変換部２３にそれぞれ提供される。
【００５０】
Ａ／Ｄ変換部２３は、ドップラ周波数△ｆ１を有するドップラ信号Ｓ△ｆ１と、ドップラ周波数△ｆ２を有するドップラ信号Ｓ△ｆ２とのそれぞれに対して、Ａ／Ｄ変換（Analog to Digital変換）処理を施し、その結果得られるデジタルのドップラ信号Ｓ△ｆ１とドップラ信号Ｓ△ｆ２とのそれぞれをＦＦＴ方式演算部２４に提供する。
【００５１】
ＦＦＴ方式演算部２４は、２周波ＣＷレーダ１全体の制御、例えば上述したように、発振部１１が発振するＣＷの周波数をｆ１とｆ２のうちの一方から他方へ切り替える制御等を行う。
【００５２】
また、ＦＦＴ方式演算部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３からデジタルデータの形態で順次提供されてくるドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２とから、ドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２の検出や、それらの位相差φ１−φ２の検出を行う。そして、ＦＦＴ方式演算部２４は、それらの検出結果を上述した式（１）乃至（３）に代入して演算することで、測定対象物２の相対速度ｖや、２周波ＣＷレーダ１と測定対象物２との間の距離Ｌを求めて、外部に出力する。
【００５３】
このように、ＦＦＴ方式演算部２４は、ドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２の検出や、それらに対応する位相差φ１−φ２の検出を行う必要がある。
【００５４】
この検出方式としては、従来、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２に対して周波数解析処理、例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析処理（以下、単にＦＦＴと称する）を施すことで、ドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２の検出や、それらに対応する位相差φ１−φ２の検出を行う方式が広く利用されており、ＦＦＴ方式演算部２４にも適用されていた。以下、かかる方式を、ＦＦＴ方式と称する。
【００５５】
即ち、従来のＦＦＴ方式演算部２４は、このようなＦＦＴ方式を利用した処理として、図３に示されるような一連の処理を実行することで、測定対象物２の相対速度ｖや、２周波ＣＷレーダ１と測定対象物２との間の距離Ｌを求めて、外部に出力していた。
【００５６】
詳細には、ステップＳａｆにおいて、ＦＦＴ方式演算部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３から提供されるドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２の波形を取得する。
【００５７】
ステップＳｂｆにおいて、ＦＦＴ方式演算部２４は、ステップＳａｆの処理で取得した各波形を利用して、ＦＦＴ方式によるドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２や、それらに対応する位相差φ１−φ２の検出を行う。
【００５８】
ステップＳｃｆにおいて、ＦＦＴ方式演算部２４は、ステップＳｂｆの検出結果を上述した式（１）乃至（３）に代入して演算することで、距離Ｌや相対速度ｖを算出する。
【００５９】
ここで、従来の２周波ＣＷレーダ１をACCシステムやプリクラッシュシステムに搭載させる場合等について考える。この場合、上述したように、他車が高速であればある程短時間で自車に接近してくるので、その性質上、高速で近づいてくる他車の距離測定については、その精度を維持しつつも高速応答であることが要求される。
【００６０】
しかしながら、上述したように、従来の２周波ＣＷレーダ１では、かかる要望に応えられる程には応答速度が十分でない、という問題点がある。この問題点のため、上述した要望に十分に応えられない状況である。この問題点の発生要因は、次の通りである。
【００６１】
上述したように、従来の２周波ＣＷレーダ１は、ＦＦＴ方式を利用していた。このＦＦＴ方式では、一般的に演算対象となる信号の最大周波数(ここではドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２)の波が、１０波分に相当する時間の信号サンプリングが少なくとも必要であるといわれており、これ以下の時間では演算精度の低下が生じる。すなわち、ＦＦＴ方式の応答速度は、このサンプリング時間と、ドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２や位相差φ１−φ２の検出に要する時間（いわゆる演算時間）との加算時間であることを考慮すると、サンプリング時間によって制約を受けることが容易にわかる。このような制約を受けるＦＦＴ方式では、サンプリング時間を確保する必要がある以上、必要な距離精度を維持しつつ応答速度を上げることは困難である。これが、上述した問題点の発生要因である。
【００６２】
そこで、本発明人は、かかる問題点を解決すべく、次のような手法を発明した。
【００６３】
即ち、ＦＦＴ方式を利用して距離Ｌや相対速度ｖを算出するのと並行して、後述するタイムインターバル方式を利用して距離Ｌや相対速度ｖを算出する、という手法を本発明人は発明した。以下、かかる手法を、並行距離演算手法と称する。
【００６４】
図４は、かかる本発明の並行距離演算手法が適用された測定装置の一実施の形態を示している。
【００６５】
図４において、図１と対応する箇所については、対応する符号を付してあり、それらの説明は適宜省略する。
【００６６】
図４の例の測定装置は、２周波ＣＷレーダ２５として構成されている。
【００６７】
２周波ＣＷレーダ２５は、その名称の如く、２周波ＣＷ方式による測定を行うことができる。
【００６８】
図４の例の２周波ＣＷレーダ２５は、従来と同様の発振部１１乃至Ａ／Ｄ変換部２３を含み、従来のＦＦＴ方式演算部２４の代わりに、本発明の並行距離演算手法が適用された演算制御部２６を含むように構成されている。
【００６９】
図４の例の演算制御部２６は、２周波ＣＷレーダ２５全体の制御、例えば従来のＦＦＴ方式演算部２４と同様に、発振部１１が発振するＣＷの周波数をｆ１とｆ２のうちの一方から他方へ切り替える制御等を行う。
【００７０】
ただし、次の点が、従来のＦＦＴ方式演算部２４とは異なる。即ち、図４の例の演算制御部２６は、ＦＦＴ方式を利用して距離Ｌや相対速度ｖを算出するのみならず、そのＦＦＴ方式の算出処理と並行して、後述するタイムインターバル方式を利用して距離Ｌや相対速度ｖも算出することができる。
【００７１】
ここで、タイムインターバル方式について、説明する。
【００７２】
タイムインターバル方式とは、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２の立ち上がり時間と立ち下がり時間を観察することで、ドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２の検出や、それらに対応する位相差φ１−φ２の検出を行う方式をいう。
【００７３】
なお、ここでいう立ち上がり時間や立ち下り時間とは、信号電圧が変化するのに要する時間を意味するのではない。即ち、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２の波形が所定電圧値（例えば０Ｖ）を横切るタイミング（時刻）のうち、電圧値の変化状態が所定電圧値を境に上昇している状態のタイミングを、立ち上がり時間と称し、所定電圧値（例えば０Ｖ）を横切るタイミング（時刻）のうち、電圧値の変化状態が所定電圧値を境に下降している状態のタイミングを、立ち下り時間と称している。
【００７４】
また、立ち上がり時間や立ち下り時間（位置）を正確に観察するため、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２自体を利用するのではなく、それをさらに増幅させた信号、例えば、図５のステップＳｂｉ内に描画されているように、パルス信号ＳＤ△ｆ１，ＳＤ△ｆ２等を利用すると好適である。
【００７５】
図６の例では、パルス信号ＳＤ△ｆ１，ＳＤ△ｆ２の立ち上がりの時間差から位相差φ１−φ２が検出され、パルス信号ＳＤ△ｆ１，ＳＤ△ｆ２の各立ち上がりの繰り返し時間からドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２が検出される。
【００７６】
なお、ドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２は、図５の例では説明を容易なものとするため、パルス信号ＳＤ△ｆ１，ＳＤ△ｆ２の各立ち上がりの繰り返し時間から検出されるとしたが、パルス信号ＳＤ△ｆ１，ＳＤ△ｆ２の各立ち上がりと次の各立ち下がりとの間の時間、または、パルス信号ＳＤ△ｆ１，ＳＤ△ｆ２の各立ち下がりと次の各立ち上がりとの間の時間から検出されるようにしてもよい。
【００７７】
また、図５の例では、タイムインターバル方式の理解を容易なものとするため、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２の増幅信号の一例として、パルス信号ＳＤ△ｆ１，ＳＤ△ｆ２が利用されているが、上述したように、増幅の趣旨は、各立ち上がり時間や立ち下り時間の計測の精度向上のためであり、タイムインターバル方式にパルス信号を利用することは必須ではない。
【００７８】
例えば、図６に示されるように、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２それ自体またはその増幅信号が利用されてもよい。
【００７９】
この場合、図６に示されるように、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２（増幅後の信号含む）の両信号が所定電圧値を横切る時間差、即ち、立ち上がりの時間差から位相差φ１−φ２が検出される。また、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２（増幅後の信号含む）のそれぞれが所定電圧値を横切る各時間間隔、即ち、各立ち上がりの繰り返し時間からドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２が検出される。
【００８０】
以下、図３を用いたＦＦＴ方式の説明と比較できるように、図５を参照して、タイムインターバル方式について再度説明する。
【００８１】
図５のステップＳａｉにおいて、演算制御部２６は、Ａ／Ｄ変換部２３から提供されるドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２の波形を取得する。
【００８２】
なお、実際には、後述する図９に示されるように、ステップＳａｉで取得される波形は、Ａ／Ｄ変換部２３から提供されるドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２そのものの波形ではなく、ハイパスフィルタ処理後の波形である。ただし、ここでは、図３のＦＦＴ方式との比較を容易にすべく、ステップＳａｉで取得される波形は、Ａ／Ｄ変換部２３から提供されるドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２であると仮定して、以下話を進める。
【００８３】
図５や図６のステップＳｂｉにおいて、演算制御部２６は、ステップＳａｉの処理で取得した各波形を利用して、タイムインターバル方式によるドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２や、それらに対応する位相差φ１−φ２の検出を行う。
【００８４】
図５のステップＳｃｉにおいて、演算制御部２６は、ステップＳｂｉの検出結果を上述した式（１）乃至（３）に代入して演算することで、距離Ｌや相対速度ｖを算出する。
【００８５】
図３と図５とを比較するに、両方式の相違点は基本的に、図３のステップＳｂｆと図５のステップＳｂｉにおける位相差φ１−φ２等の検出処理が異なる点だけである。ところが、図３のステップＳｂｆでは、上述したように、この検出処理のためには、ＦＦＴを行うためのデータの採取時間、即ち、サンプリング時間が必要になり、その分だけ処理時間が必要となる。これに対して、図５のステップＳｂｉでは、検出対象のドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２（増幅後の信号含む）が所定電圧値を横切る時間さえ正確に測定できればよいため、データの採取時間、即ち、サンプリング時間は不要であり、その分だけ、図３のステップＳｂｆよりも短時間で処理が終了する。その結果、距離算出までの全体の応答速度としては、タイムインターバル方式の方が、ＦＦＴ方式よりも高速であることがわかる。
【００８６】
従って、測定対象物２の距離測定については、ＦＦＴ方式と、タイムインターバル方式との両者を効果的に利用することで、即ち、本発明の並行距離演算手法を適用することで、上述した問題点を解決できるようになる。
【００８７】
ただし、タイムインターバル方式は、単一周波数が支配的な信号にしか用いることができないため、２周波ＣＷレーダ２５に適用する場合には、それぞれ異なる相対速度ｖの測定対象物２が複数存在するときには原則として用いることができない、という点について留意すべきである。
【００８８】
例えば、図７に示されるように、自車３１の前方に２周波ＣＷレーダ２５が搭載されており、その自車３１の前方には、他車としての測定対象物２ａ，２ｂが存在したとする。この場合には、受信信号Ｓｒは、測定対象物２ａでの反射信号Ｓｒａと、測定対象物２ｂでの反射信号Ｓｒｂとの合成信号となる。
【００８９】
ここで例えば、測定対象物２ａの相対速度ｖａが，測定対象物２ｂの相対速度ｖｂよりも低速であるする。この場合には、図８の左方に示されるように、測定対象物２ａでの反射信号Ｓｒａについてのドップラ信号Ｓ△ｆａのドップラ周波数△ｆａ（実際には２周波のドップラ周波数△ｆａ１，△ｆａ２が存在するが、説明の簡略上１つにまとめて表現する）は、測定対象物２ｂでの反射信号Ｓｒｂについてのドップラ信号Ｓ△ｆｂのドップラ周波数△ｆｂ（実際には２周波のドップラ周波数△ｆｂ１，△ｆｂ２が存在するが、説明の簡略上１つにまとめて表現する）と比較して低周波となる。
【００９０】
従って、図７の状態の場合には、測定対象物２ａでの反射信号Ｓｒａと、測定対象物２ｂでの反射信号Ｓｒｂとの合成信号である受信信号Ｓｒが２周波ＣＷレーダ２５で受信され、その受信信号Ｓｒから抽出されるドップラ信号Ｓ△ｆ（実際には２周波のドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２が存在するが、説明の簡略上１つにまとめて表現する）は、図８の右方に示されるような波形の信号となってしまう。即ち、図８の左方に示されるドップラ信号Ｓ△ｆａ，Ｓ△ｆｂの合成信号が、ドップラ信号Ｓ△ｆとなる。
【００９１】
このような波形のドップラ信号Ｓ△ｆが、上述した図５のステップＳａｉで取得された場合には、図５または図６のステップＳｂｉの検出結果、即ち、タイムインターバル方式によるドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２と位相差φ１−φ２は、測定対象物２ａ，２ｂのいずれについてのものではなく全く関係の無い値となってしまう。即ち、そのようなドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２や位相差φ１−φ２から算出される相対速度ｖや距離Ｌは、測定対象物２ａ，２ｂの何れのものでもない。
【００９２】
このように、タイムインターバル方式は、２周波ＣＷレーダ２５に適用する場合には、それぞれ相対速度ｖが異なる測定対象物２が複数存在するときには原則として用いることができない点に留意すべきである。
【００９３】
そこで、本発明人は、並行距離演算手法の適用の際、それぞれ相対速度ｖが異なる測定対象物２が複数存在する場合であっても、タイムインターバル方式を効果的に用いることができるように、次のような手法を発明した。
【００９４】
即ち、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２そのものではなく、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２に対してハイパスフィルタ処理を施すことによって得られた各信号を、タイムインターバルに利用する、という手法を本発明人は発明した。以下、かかる手法をハイパスフィルタ手法と称する。
【００９５】
以下、ハイパスフィルタ手法についてさらに詳しく説明する。
【００９６】
例えば、２周波ＣＷレーダ２５がACCシステムやプリクラッシュシステムに搭載される場合等において要求されることは、高速で接近してくる他車（測定対象物２）をいち早く検出すること、即ち、高速で接近してくる測定対象物２の距離測定を高速に行うことである。ＦＦＴ方式では高速応答が望めず、かかる要求に応えることができない。そこで、かかる要求に応えることを目的の１つとして、並行距離演算手法を適用することとした、即ち、ＦＦＴ方式と並行して、高速応答が望めるタイムインターバル方式を利用するようにしたものである。
【００９７】
従って、かかる目的で並行距離演算手法を適用する場合に限っては、基本的に、高速で接近してくる測定対象物２の距離測定に対してのみ、タイムインターバル方式を利用すればよいことになる。低速で接近してくる測定対象物２の距離測定については、ＦＦＴ方式で十分に対応できるからである。
【００９８】
ここで、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２の各ドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２は、上述した式（１），（２）から明らかなように、測定対象物２の相対速度ｖに比例する。従って、測定対象物２の相対速度ｖが速くなるほど、ドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２は高くなる。
【００９９】
また、図８の例から明らかなように、測定対象物２が複数存在する場合には、複数の測定対象物２での各反射信号の合成信号が、受信信号Ｓｒになる。即ち、受信信号Ｓｒについてのドップラ信号Ｓ△ｆ（Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２をまとめたもの）とは、複数の測定対象物２での各反射信号についての各ドップラ信号（それぞれの相対速度ｖに応じたドップラ周波数をそれぞれ有する各ドップラ信号）の合成信号である。
【０１００】
従って、このような受信信号Ｓｒについてのドップラ信号Ｓ△ｆに対してハイパスフィルタ処理を施すことで、複数の測定対象物２での各反射信号についての各ドップラ信号のうちの、ハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも高周波のドップラ信号、即ち、相対速度ｖが所定値である高速の測定対象物２についてのドップラ信号のみを抽出することができる。
【０１０１】
具体的には例えば、図９に示されるように、２周波ＣＷレーダ２５（図９では図示せず）が搭載された自車３１が絶対速度Ｖ１で移動しており、その前方には、自車３１と同方向に絶対速度Ｖ２で移動している他車４２と、自車３１と逆方向に絶対速度Ｖ３で移動している他車４３と、絶対速度Ｖ４＝０である（停止している）電柱４４とが存在するとする。ここで、絶対速度とは、地上を座標系とした場合の速度をいう。
【０１０２】
この場合、自車３１に接近してくる方向、即ち、自車３１の移動方向と逆方向を正とすると、自車３１に対する各相対速度ｖは次の通りとなる。即ち、他車４２の相対速度ｖ２は、−Ｖ２−（−Ｖ１）であり、電柱４４の相対速度ｖ４は、−Ｖ４―（―Ｖ１）＝Ｖ１であり、測定対象物２の相対速度ｖ３は、Ｖ３−（−Ｖ１）＝Ｖ３＋Ｖ１である。従って、絶対速度Ｖ２と絶対速度Ｖ１とがほぼ等しいとすれば、自車３１に高速で近づいてきている順番は、高速の順に、相対速度ｖ３の他車４３、相対速度ｖ４の電柱４４、相対速度ｖ２の他車４１といった順番となる。
【０１０３】
従って、図９の例では、衝突の可能性が高い対象物として相対速度ｖが一番高い他車４３の距離を、タイムインターバル方式で算出するものとする。
【０１０４】
しかしながら、自車３１に搭載された２周波ＣＷレーダ２５の受信信号Ｓｒは、他車４３の反射信号ＳｒＨのみならず、電柱４４の反射信号ＳｒＭと、他車４２の反射信号ＳｒＬとが合成された合成信号である。従って、受信信号Ｓｒについてのドップラ信号Ｓ△ｆをそのままタイムインターバル方式を利用しても、他車４３の距離Ｌは正確に測定できない。
【０１０５】
そこで、各ドップラ周波数が相対速度ｖに応じて高くなることに考慮して、即ち、他車４３、電柱４４、他車４１の順にドップラ周波数が高くなることを考慮して、受信信号Ｓｒについてのドップラ信号Ｓ△ｆに対して、電柱４４のドップラ周波数よりも高いカットオフ周波数を用いて、ハイパスフィルタ処理を施せば、相対速度ｖ３の他車４３での反射信号ＳｒＨについてのドップラ信号のみを抽出することができる。そして、このようにして抽出されたドップラ信号をタイムインターバル方式に用いることにより、タイムインターバル方式にとっての測定対象物２が他車４３のみとなったことと等価となり、他車４３の距離Ｌが正確に算出されるようになるのである。
【０１０６】
ただし、ハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも高いドップラ周波数を有する測定対象物２が複数存在する場合、即ち、２周波ＣＷレーダ２５から見て高速移動している測定対象物２が複数存在する場合には、ハイパスフィルタ処理により抽出されたドップラ信号であっても、それらの複数の測定対象物の各ドップラ信号が依然として混合されているので、タイムインターバル方式を利用することができない。
【０１０７】
そこで、このような課題を解決するための実施態様としては、例えば、ＦＦＴ方式の検出結果のうちの、複数の測定対象物２についてのそれぞれのドップラ周波数の中に、ハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも高いドップラ周波数が幾つ含まれているのか等に基づいて、高速移動している測定対象物２の数を判定し、判定された数が１つの場合にのみタイムインターバル方式を利用する、という手法を採用すればよい。かかる手法も、本発明人により発明された手法であって、以下、高速移動体数判定手法と称する。
【０１０８】
或いはまた、例えば、ハイパスフィルタのカットオフ周波数が動的に変更できるようにして、ＦＦＴ方式の検出結果から、複数の測定対象物２についてのそれぞれのドップラ周波数を取得して、これらのうちの最高のドップラ周波数と２番目に高いドップラ周波数との間の周波数帯域でカットオフ周波数を設定する、という手法を採用することができる。かかる手法も、本発明人により発明された手法であって、以下、カットオフ可変手法と称する。このカットオフ可変手法によって設定されたカットオフ周波数にて、上述したハイパスフィルタ処理が施されると、最高のドップラ周波数のドップラ信号、即ち、相対速度ｖが最高速度の測定対象物２についてのドップラ信号のみが抽出され、その相対速度ｖが最高速度の測定対象物２の距離Ｌが正確に算出されるようになるのである。
【０１０９】
このように、並行距離演算手法を採用し、ＦＦＴ方式による算出結果のみならず、高速応答が可能なタイムインターバル方式による算出結果も効果的に使用することで、測定対象物２が高速で近づいてきたときでも、精度を維持しつつも高速応答の距離測定ができるようになる。
【０１１０】
また、さらに精度を高めたい場合には、上述したハイパスフィルタ手法を採用すればよく、さらには、高速移動体数判定手法やカットオフ可変手法も組み合わせると好適である。
【０１１１】
次に、図４の２周波ＣＷレーダ２５の動作例について説明する。
【０１１２】
ただし、発振部１１乃至Ａ／Ｄ変換部２３までが実行する動作については、従来の動作と基本的に同様であり、また、上述した発振部１１乃至Ａ／Ｄ変換部２３の構成の説明を参照することで容易に理解可能であるため、ここではその説明については省略する。
【０１１３】
そこで、以下、図１０を参照して、２周波ＣＷレーダ２５のうちの演算制御部２６の動作（処理）例について説明する。
【０１１４】
ただし、図１０は、上述した並行距離演算手法、ハイパスフィルタ手法、および高速移動体数判定手法を組み合せた手法が演算制御部２６に適用されている場合の処理例を示している。
【０１１５】
ステップＳａｆにおいて、演算制御部２６は、Ａ／Ｄ変換部２３から提供されるドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２の波形を取得する。
【０１１６】
なお、図１０のステップＳａｆのブロック内には、図８のドップラ信号Ｓ△ｆ（Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２をまとめたもの）が描画されている。
【０１１７】
ステップＳｂｆにおいて、演算制御部２６は、ステップＳａｆの処理で取得した各波形を利用して、ＦＦＴ方式によるドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２や、それらに対応する位相差φ１−φ２の検出を行う。
【０１１８】
即ち、ここまでの処理は、図３を用いて説明した通りである。
【０１１９】
これらのステップＳａｆ，Ｓｂｆの処理と並行して、ステップＳｈにおいて、演算制御部２６は、ステップＳａｆの処理で取得した各波形、即ち、Ａ／Ｄ変換部２３から提供されるドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２に対してハイパスフィルタ処理を施す。これにより、カットオフ周波数を超えたドップラ周波数を有するドップラ信号が抽出されることになる。
【０１２０】
そして、ステップＳａｉにおいて、演算制御部２６は、ステップＳｈのハイパスフィルタ処理によって抽出された各ドップラ信号の波形を取得する。
【０１２１】
なお、図１０のステップＳａｉのブロック内には、図８の左方のドップラ信号Ｓ△ｆｂが描画されている。これは、ステップＳａｆのブロック内にも描画されている図８の右方のドップラ信号Ｓ△ｆとは、図８の左方のドップラ信号Ｓ△ｆａ，Ｓ△ｆｂの合成信号であるので、そのドップラ信号Ｓ△ｆに対してハイパスフィルタ処理を施せば、高周波数のドップラ周波数△ｆｂを有するドップラ信号Ｓ△ｆｂのみが抽出される、ということを明示的に描画したものである。
【０１２２】
ステップＳｂｉにおいて、演算制御部２６は、ステップＳａｉの処理で取得した各波形を利用して、タイムインターバル方式によるドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２や、それらに対応する位相差φ１−φ２の検出を行う。
【０１２３】
このように、図１０の例では、ハイパスフィルタ手法に対応する処理がステップＳｈの処理とされており、それゆえ、ステップＳａｉの処理で取得される波形は、図５の場合と異なり、Ａ／Ｄ変換部２３から提供されるドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２そのものではなく、それに対してハイパスフィルタ処理が施された結果得られる信号、即ち、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を超えたドップラ周波数を有する各ドップラ信号の波形となる。
【０１２４】
ステップＳｃｆｉにおいて、演算制御部２６は、ステップＳｂｆの検出結果を上述した式（１）乃至（３）に代入して演算することで、ＦＦＴ方式による距離Ｌや相対速度ｖを算出する。また、演算制御部２６は、ステップＳｂｉの検出結果を上述した式（１）乃至（３）に代入して演算することで、タイムインターバル方式による距離Ｌや相対速度ｖを算出する。そして、演算制御部２６は、ＦＦＴ方式による算出結果とタイムインターバル方式による算出結果とに基づいて、統合的な距離Ｌと相対速度ｖとを算出し、外部に出力する。
【０１２５】
ここで、統合的な距離Ｌと相対速度ｖとの算出手法は、特に限定されない。
【０１２６】
例えば、ＦＦＴ方式による算出結果とタイムインターバル方式による算出結果とのうちの何れか一方を所定の規則に従って選抜し、選抜した算出結果を統合的な距離Ｌと相対速度ｖとする、といった算出手法を採用できる。
【０１２７】
また例えば、タイムインターバル方式による演算結果をＦＦＴ方式による演算結果の補完用途に用いて、その補完後の演算結果を統合的な距離Ｌと相対速度ｖとする、といった算出手法を採用できる。
【０１２８】
また例えば、タイムインターバル方式による演算結果とＦＦＴ方式による演算結果との両者を利用した所定の演算を行い、その演算結果を統合的な距離Ｌと相対速度ｖとする、といった算出手法を採用できる。
【０１２９】
ここで、ステップＳｂｆの処理では、ＦＦＴ方式が採用されているので、それぞれ異なる相対速度ｖの複数の測定対象物２が存在する場合には、複数の測定対象物２のそれぞれについて、ドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２や、それらに対応する位相差φ１−φ２が個々に検出されることになる。
【０１３０】
そこで、ステップＳｇにおいて、演算制御部２６は、ステップＳｂｆの検出結果、即ち、ＦＦＴ方式による検出結果を利用して、ステップＳｈで用いられるハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも高いドップラ周波数が幾つ含まれているのか等に基づいて、高速移動している測定対象物２の数を判定する。
【０１３１】
このステップＳｇの処理によって、高速移動している測定対象物２が１つのみであると判定された場合には、タイムインターバル方式が利用できるので、ステップＳｂｉの検出結果により演算された距離Ｌや相対速度ｖ、即ち、タイムインターバル方式による算出結果を含めて、ステップＳｃｆｉにおける統合的な距離Ｌと相対速度ｖの算出処理を行うことができる。
【０１３２】
これに対して、このステップＳｇの処理によって、高速移動している測定対象物２が複数であると判定された場合には、タイムインターバル方式は利用できないので、ステップＳｂｉの検出結果、即ち、タイムインターバル方式の検出結果は含めずに、ステップＳｃｆｉにおける統合的な距離Ｌと相対速度ｖの算出処理を行う必要がある。
【０１３３】
換言すると、この場合には、ステップＳｂｆの検出結果により演算された距離Ｌと相対速度ｖ、即ち、ＦＦＴ方式による算出結果が、統合的な距離Ｌと相対速度ｖとして外部に出力される。
【０１３４】
このことを考慮すると、このステップＳｇの処理によって、高速移動している測定対象物２が複数であると判定された場合には、ステップＳｂｉの処理自体を禁止するようにしてもよい。
【０１３５】
また、図示はしないが、高速移動体数判定手法の代わりに、カットオフ可変手法を採用する場合には、ステップＳｇの処理の代わりに、カットオフ可変手法に対応する処理を設ければよい。この場合、かかる処理の結果、即ち、設定すべきカットオフ周波数を示す情報等は、ステップＳｈの処理に利用されることになる。
【０１３６】
また、本発明の並行距離演算手法の適用先は、２周波ＣＷレーダ２５に限定されないが、その他の適用先については後述する。また、その他の適用先を説明する際にあわせて、より一般化したタイムインターバル方式の定義について説明する。
【０１３７】
図１１は、図１０の例の処理を実行可能な演算制御部２６の詳細な機能的構成例を示す機能ブロック図である。
【０１３８】
即ち、図１１における各機能ブロックは、演算制御部２６が有する機能のうちの、図１０の例の処理を実現するための所定機能を有する機能ブロックである。換言すると、演算制御部２６が有するその他の機能、例えば、発振部１１が発振するＣＷの周波数をｆ１とｆ２のうちの一方から他方へ切り替える制御を行う機能ブロックについては、図１１には描画されていない。
【０１３９】
図１１における各機能ブロックは、ハードウエア単体で構成してもよいし、ソフトウエア単体で構成してもよいし、或いはそれらの組合せで構成してもよい。また、複数の機能ブロックを１つの機能ブロックにまとめても構わないし、或いは、１つの機能ブロックをさらに小単位の機能ブロックに分割してもよい。換言すると、図１１における各機能ブロックは、必ずしも演算制御部２６内に設ける必要は無く、２周波ＣＷレーダ２５内であれば、演算制御部２６の外部に設けるようにしてもよい。
【０１４０】
図１１の例では、演算制御部２６は、ＦＦＴ方式演算部５１乃至演算結果出力部５５を含むように構成されている。
【０１４１】
ＦＦＴ方式演算部５１は、Ａ／Ｄ変換部２３から提供された信号波形を用いて、ＦＦＴ方式による距離Ｌおよび相対速度ｖの算出を行い、その算出結果を演算結果統合部５４に提供する。即ち、ＦＦＴ方式演算部５１は、図１０のステップＳａｆ，Ｓｂｆの処理、ステップＳｃｆｉの処理の一部の実行時に動作する。
【０１４２】
ハイパスフィルタ部５２は、Ａ／Ｄ変換部２３から提供された信号波形に対してハイパスフィルタ処理を施し、その結果得られる信号波形をタイムインターバル方式演算部５３に提供する。即ち、ハイパスフィルタ部５２は、図１０のステップＳｈの処理実行時に動作する。
【０１４３】
タイムインターバル方式演算部５３は、ハイパスフィルタ部５２から提供された信号波形、即ち、ハイパスフィルタ処理後の信号波形を用いて、タイムインターバル方式による距離Ｌおよび相対速度ｖの算出を行い、その算出結果を演算結果統合部５４に提供する。即ち、タイムインターバル方式演算部５３は、図１０のステップＳａｉ，Ｓｂｉの処理，ステップＳｃｆｉの一部の処理実行時に動作する。
【０１４４】
なお、タイムインターバル方式演算部５３は、演算結果統合部５４から演算実施の禁止が通知された場合、その動作を停止することもある。即ち、ステップＳｇの処理が後述する演算結果統合部５４により実行され、高速移動している測定対象物２が複数存在すると判定され、その旨の通知がなされた場合、タイムインターバル方式による距離Ｌおよび相対速度ｖの算出は行われない。
【０１４５】
演算結果統合部５４は、ＦＦＴ方式演算部５１による演算結果（距離Ｌおよび相対速度ｖ）と、タイムインターバル方式演算部５３による演算結果（距離Ｌおよび相対速度ｖ）とに基づいて、統合的な距離Ｌと相対速度ｖとを算出し、演算結果出力部５５に提供する。演算結果出力部５５は、演算結果統合部５４から提供された統合的な距離Ｌと相対速度ｖとを出力する。即ち、演算結果統合部５４と演算結果出力部５５は、図１０のステップＳｃｆｉの一部の処理実行時に動作する。
【０１４６】
また、演算結果統合部５４は、高速移動している測定対象物２の数を判定する処理、即ち、図１０のステップＳｇの処理も実行する。
【０１４７】
以上、本発明の並行距離演算手法が適用された測定装置の一例として、２周波ＣＷレーダ２５について説明した。ただし、本発明の並行距離演算手法は、図４の構成の２周波ＣＷレーダ２５のみならず、様々な構成の装置やシステムに適用可能である。なお、ここに、システムとは、複数の処理装置や処理部により構成される装置全体を表すものである。
【０１４８】
例えば、図１２は、本発明の並行距離演算手法が適用された測定装置の一例であって、図４の２周波ＣＷレーダ２５とは異なる構成の測定装置の構成例を示している。即ち、図１２の例の測定装置は、２周波ＣＷレーダ１００として構成されている。
【０１４９】
なお、図１２の２周波ＣＷレーダ１００において、図４の２周波ＣＷレーダ２５と対応する箇所には対応する符号を付しており、これらの箇所の説明については適宜省略する。
【０１５０】
図１２の２周波ＣＷレーダ１００のうちの、発振部１１乃至Ａ／Ｄ変換部２３までの構成については、図４の２周波ＣＷレーダ２５と同様である。
【０１５１】
図１２の２周波ＣＷレーダ１００の演算制御部１２４は、図４の演算制御部２６と基本的に同様の機能を有している。即ち、演算制御部１２４は、２周波ＣＷレーダ１００全体の制御、例えば、発振部１１が発振するＣＷの周波数をｆ１とｆ２のうちの一方から他方へ切り替える制御等を行う。
【０１５２】
ただし、図１２の例では、図１１の例との比較を容易にすべく、図１０の例の処理を実現するために必要な機能ブロックのみが図示されている。即ち、図１２における各機能ブロックは、演算制御部１２４が有する機能のうちの、図１０の例の処理を実現するための所定機能を有する機能ブロックである。
【０１５３】
図１２における各機能ブロックも、図１１におけるものと同様に、ハードウエア単体で構成してもよいし、ソフトウエア単体で構成してもよいし、或いはそれらの組合せで構成してもよい。また、複数の機能ブロックを１つの機能ブロックにまとめても構わないし、或いは、１つの機能ブロックをさらに小単位の機能ブロックに分割してもよい。換言すると、図１２における各機能ブロックは、必ずしも演算制御部１２４内に設ける必要は無く、２周波ＣＷレーダ１００内であれば、演算制御部１２４の外部に設けるようにしてもよい。例えば、演算制御部１２４をマイクロコンピュータ等で構成するような場合には、後述するハイパスフィルタ部１３１−１，１３１−２や増幅部１３２―１，１３２−２等についてはマイクロコンピュータ等とは別に、即ち、演算制御部１２４の外部に設けてもよい。
【０１５４】
図１２の２周波ＣＷレーダ１００の演算制御部１２４のうちの、ＦＦＴ方式演算部５１乃至演算結果出力部５５（ハイパスフィルタ部５２除く）は、図４の２周波ＣＷレーダ１の演算制御部２６についての図１１の各構成要素と基本的に同様である。
【０１５５】
ただし、図１１のタイムインターバル方式演算部５３には、Ａ／Ｄ変換部２３からのデジタル信号波形に対してハイパスフィルタ部５２によってハイパスフィルタ処理が施された結果得られる信号波形が入力されていた。
【０１５６】
これに対して、図１２の例のタイムインターバル方式演算部５３には、Ａ／Ｄ変換部２３からのデジタル信号波形ではなく、増幅部２１−１，２１−２からのアナログのドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２に対してハイパスフィルタ処理が施され、その結果得られるアナログのドップラ信号がさらにデジタル化され、そのデジタル信号波形が入力される。
【０１５７】
このため、図１２の演算制御部１２４には、アナログ回路としてのハイパスフィルタ部１３１−１，１３１−２，増幅部１３２−１，１３２−２、およびデジタル入力部１３３が設けられている。
【０１５８】
ハイパスフィルタ部１３１−１，１３１−２のそれぞれは、増幅部２１−１，２１−２からのアナログのドップラ信号Ｓ△f1，Ｓ△ｆ２のそれぞれに対してハイパスフィルタ処理を施す。
【０１５９】
増幅部１３２−１，１３２−２のそれぞれは、ハイパスフィルタ部１３１−１，１３１−２の各出力信号、即ち、アナログのハイパスフィルタ処理後のドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２を大きな増幅率で増幅させ、飽和させることで、それぞれパルス信号（例えば図５のパルス信号ＳＤ△ｆ１，ＳＤ△ｆ２）を生成して、デジタル入力部１３３を介して、タイムインターバル方式演算部５３に入力させる。
【０１６０】
なお、図４の例と対応させるため、デジタル入力部１３３からタイムインターバル方式演算部５３に入力される信号は、パルス信号（例えば図５のパルス信号ＳＤ△ｆ１，ＳＤ△ｆ２）そのものであると説明した。即ち、この説明の場合、タイムインターバル方式演算部５３が、このパルス信号から立ち上がり時間や立ち下り時間を計測することになる。ただし、デジタル入力部１３３が、このパルス信号から立ち上がり時間や立ち下り時間を計測し、その計測結果をタイムインターバル方式演算部５３に提供するようにしてもよい。
【０１６１】
また、ドップラ信号Ｓ△ｆ１，Ｓ△ｆ２については、その立ち上がり時間や立ち下り時間を明確にすることを目的として、即ち、図６でいう所定電圧値であって、例えば０Ｖを横切る時間を明確にすることを目的として、増幅されてパルス信号化される。従って、この目的を達成できるのであれば、図４や図１２の構成例に特に限定されず、例えば、増幅部１３２−１，１３２−２の代わりにコンパレータ等を採用して、パルス信号化させるようにしてもよい。
【０１６２】
さらにまた、本発明の並行距離演算手法は、２周波ＣＷ方式のみならず、その他の方式、例えばＣＷ方式や、ＦＭＣＷ方式の測定装置にも採用可能である。
【０１６３】
より一般的にいえば例えば、本発明の距離切替手法は、所定の周波数にて送信された送信信号とその送信信号が対象物から反射された反射信号とから生成される混合信号を利用して、対象物との距離または相対速度の少なくとも一方を測定する測定装置に適用可能である。
【０１６４】
例えば、そのような測定装置のうちの、本発明の並行距離演算手法は、第１の周波数の送信信号の測定対象物での反射信号についての第１のドップラ信号と、第２の周波数の送信信号の測定対象物での反射信号についての第２のドップラ信号との位相差を利用して、対象物との間の距離を測定する測定装置にも本発明の距離切替手法が適用可能である。
【０１６５】
そして、かかる測定装置は、その距離測定に必要な位相差を検出する方式として、タイムインターバル方式と、ＦＦＴ方式とを少なくとも利用できるとする。ここでいう「別方式」とは、当然ながら上述したＦＦＴ方式も含むが、ＦＦＴ方式に限定されないことを意味する。ただし、高速移動体数判定手法やカットオフ可変手法も組み合わせて適用する場合には、「別方式」はＦＦＴ方式であると好適である。
【０１６６】
この場合、並行距離演算手法とは次のような手法となる。即ち、上述した測定装置が、ＦＦＴ方式等の「別方式」を利用して位相差を検出して、その位相差を用いて距離を算出するのと並行して、タイムインターバル方式を利用して位相差を検出して、その位相差を用いて距離を算出する、という手法が、一般化された並行距離演算手法である。
【０１６７】
ここで、一般化された並行距離演算手法に適するように、タイムインターバル方式を表現しなおすと、次のようになる。即ち、第１のドップラ信号に基づく第１の信号と、第２のドップラ信号に基づく第２の信号との両信号が所定電圧値を横切る時間差、即ち、上述した立ち上がりの時間差に基づいて、第１のドップラ信号と第２のドップラ信号との位相差を検出し、また、第１の信号と第２の信号のそれぞれが所定電圧値を横切る各時間間隔、即ち、上述した各立ち上がりの繰り返し時間に基づいて、第１のドップラ信号と第２のドップラ信号とのそれぞれのドップラ周波数を検出する、という方式がタイムインターバル方式である。
【０１６８】
さらに、測定装置は、「別方式」またはタイムインターバル方式を利用して、第１のドップラ信号のドップラ周波数と、第２のドップラ信号のドップラ周波数とのうちの少なくとも一方を検出し、検出したドップラ周波数を用いて、対象物の相対速度を算出するようにしてもよい。
【０１６９】
以上説明したように、本発明の並行距離演算手法を適用することで、ＦＦＴ方式等の「別方式」のみならず、高速応答可能なタイムインターバル方式を利用して距離が算出されるので、測定対象物が高速で接近してきている場合であっても、必要な距離精度を維持しつつ応答速度を上げることが可能になる。
【０１７０】
また、応答速度が高速になるということは、平均化の回数を増やすことができることも意味し、その結果、距離の算出結果の精度を向上させることにもつなげられる。
【０１７１】
さらに一段と精度を高めたい場合、即ち、タイムインターバル方式の精度を高めたい場合、本発明のハイパスフィルタ手法、本発明の高速移動体数判定手法、本発明のカットオフ可変手法等を適宜組み合わせればよい。
【０１７２】
ところで、上述した一連の処理（或いはそのうちの一部分の処理）は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることもできる。
【０１７３】
この場合、その一連の処理を実行する装置（上述した定義のシステム）またはその一部分は、例えば、図１３に示されるようなコンピュータで構成することができる。
【０１７４】
図１３において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２に記録されているプログラム、または記憶部２０８からＲＡＭ（Random Access Memory）２０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ２０３にはまた、ＣＰＵ２０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０１７５】
ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、およびＲＡＭ２０３は、バス２０４を介して相互に接続されている。このバス２０４にはまた、入出力インタフェース２０５も接続されている。
【０１７６】
入出力インタフェース２０５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部２０６、ディスプレイなどよりなる出力部２０７、ハードディスクなどより構成される記憶部２０８、および、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部２０９が接続されている。通信部２０９は、インターネットを含むネットワークを介して他の装置との通信処理を行う。さらにまた、通信部２０９は、必要に応じて、図４等でいう測定対象物２を測定するための送信信号Ｓｓや受信信号Ｓｒの送受信処理も行う。
【０１７７】
入出力インタフェース２０５にはまた、必要に応じてドライブ２１０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア２１１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部２０８にインストールされる。
【０１７８】
一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０１７９】
このようなプログラムを含む記録媒体は、図１３に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disk-Read Only Memory),ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア（パッケージメディア）２１１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM２０２や、記憶部２０８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０１８０】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】従来の２周波ＣＷレーダの構成例を示すブロック図である。
【図２】２つのドップラ周波数△ｆ１，△ｆ２を有するドップラ信号の分離手法の一例を説明する図である。
【図３】ＦＦＴ方式を説明する図である。
【図４】本発明が適用される測定装置としての２周波ＣＷレーダの構成例を示すブロック図である。
【図５】タイムインターバル方式を説明する図である。
【図６】タイムインターバル方式を説明する図である。
【図７】タイムインターバル方式の特徴を説明する図である。
【図８】タイムインターバル方式の特徴を説明する図である。
【図９】タイムインターバル方式の特徴を考慮した本発明の手法を説明する図である。
【図１０】図４の演算制御部の処理例を説明する図である。
【図１１】図４の演算制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明が適用される測定装置としての２周波ＣＷレーダの構成例であって、図４とは異なる例を示すブロック図である。
【図１３】本発明が適用される測定装置の全部または一部分の構成の別の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１８２】
１  ２周波ＣＷレーダ
２，２ａ，２ｂ  測定対象物
１１  発振部
１２  増幅部
１３  分岐部
１４  増幅部
１５  アンテナ部
１６  アンテナ部
１７  増幅部
１８  混合部
１９  切り替えタイミング
２０  スイッチ部
２１−１，２１−２  増幅部
２２−１，２２−２  ローパスフィルタ
２３  Ａ／Ｄ変換部
２４  ＦＦＴ方式演算部
２５  ２周波ＣＷレーダ
２６  演算制御部
３１  自車
４２  他車
４３  他車
４４  電柱
５１  ＦＦＴ方式演算部
５２  ハイパスフィルタ部
５３  タイムインターバル方式演算部
５４  演算結果選択部
５５  演算結果出力部
１００  ２周波ＣＷレーダ
１２４  演算制御部
１３１−１，１３２−２  ハイパスフィルタ部
１３２−１,１３２−２  増幅部
１３３  デジタル入力部
２０１  ＣＰＵ
２０２  ＲＯＭ
２０３  ＲＡＭ
２０４  バス
２０５  入出力インタフェース
２０６  入力部
２０７  出力部
２０８  記憶部
２０９  通信部
２１０  ドライブ
２１１  リムーバブルメディア
【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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