(57)【要約】【課題】対象物の方位の誤検出を有効に低減させることができる車載用のレーダ装置、方位検知方法、方位検知プログラムを提供すること。【解決手段】車載用のレーダ装置は、周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信し、該送信波が対象物で反射された反射波からなる受信波と前記送信波とから得られるビート信号に基づいて前記対象物を検知する車載用のレーダ装置であって、前記ビート信号にデジタルビームフォーミング処理を施すデジタルビームフォーミング処理部（３１）と、前記ビート信号にスペクトラム推定法に基づく処理を施すスペクトラム推定処理部（３２）と、前記デジタルビームフォーミング処理部による処理の結果と前記スペクトラム処理部による処理の結果との組み合わせから前記対象物の方位を判定する方位判定部（３３）とを備える。【選択図】図１
2013238414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信し、該送信波が対象物で反射された反射波からなる受信波と前記送信波とから得られるビート信号に基づいて前記対象物を検知する車載用のレーダ装置であって、
前記ビート信号にデジタルビームフォーミング処理を施すデジタルビームフォーミング処理部と、
前記ビート信号にスペクトラム推定法に基づく方位検知処理を施すスペクトラム推定処理部と、
前記デジタルビームフォーミング処理部による処理の結果と前記スペクトラム推定処理部による方位検知処理の結果との組み合わせから前記対象物の方位を判定する方位判定部と、
を備えた車載用のレーダ装置。
【請求項２】
前記方位判定部は、
前記デジタルビームフォーミング処理部による処理の結果として得られる信号レベルのうち、前記スペクトラム推定処理部による方位検知処理の結果として得られるスペクトルのピークによって示される信号レベルを、前記対象物を示すメインローブとして特定することを特徴とする請求項１に記載の車載用のレーダ装置。
【請求項３】
前記スペクトラム推定処理部は、
前記方位検知処理として、ペアリングされた前記ビート信号の周波数成分に対して前記スペクトル推定法に基づく方位検知処理を施すことを特徴とする請求項２に記載の車載用のレーダ装置。
【請求項４】
前記スペクトラム推定処理部は、
前記スペクトラム推定法として、ＡＲスペクトル推定法、ＭＣＯＶ法、ＭＵＳＩＣ法、ｂｕｒｇ法の何れかを用いることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車載用のレーダ装置。
【請求項５】
周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信し、該送信波が対象物で反射された反射波からなる受信波と前記送信波とから得られるビート信号に基づいて前記対象物を検知する車載用のレーダ装置による方位検知方法であって、
前記レーダ装置が備えるデジタルビームフォーミング処理部により、前記ビート信号にデジタルビームフォーミング処理を施すステップと、
前記レーダ装置が備えるスペクトラム推定処理部により、前記ビート信号にスペクトラム推定法に基づく方位検知処理を施すステップと、
前記レーダ装置が備える方位判定部により、前記デジタルビームフォーミング処理部による処理の結果と前記スペクトラム処理部による方位検知処理の結果との組み合わせから前記対象物の方位を判定するステップと、
を含む、車載用のレーダ装置による方位検知方法。
【請求項６】
コンピュータに、請求項５に記載の車載用のレーダ装置による方位検知方法に含まれる各ステップを実行させるための方位検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を検知するための車載用のレーダ装置、方位検知方法、方位検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車などの車両における利便性や安全性の向上のために、センシング装置として、ミリ波レーダを利用した車載用のレーダ装置の搭載が活発となっている。この種のレーダ装置では、縦方向の検出手法として、対象物（物体）との距離と相対速度を同時に取得することが可能であるＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式が一般的に用いられている。また、横方向の検出手法としては、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ）による対象物の方位検出や、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ  ＳＩｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）による対象物の分離などの方式が知られている。ここで、縦方向とは、車両の前方方向（進行方向）と同じ方向のことを表す。また、この場合、横方向とは、車両の前方方向（進行方向）に対して方位（方位角度）の方向を表す。
【０００３】
ＦＭＣＷ方式を使用する車載用のレーダ装置では、送信アンテナから変調波を送信し、受信アンテナが並んだアレーアンテナによって反射物（対象物）からの反射波を受信して、その受信信号をミキサによりミキシングすることにより、ビート信号を生成する。その後、このビート信号をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器によりデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理することにより、反射物に対する周波数成分を抽出する。そして、変調周波数の増加区間と減少区間において抽出された周波数成分の組合わせにより、対象物の相対速度と距離を算出する。また、車載用のレーダ装置では、反射物に対する周波数成分に対して、ＤＢＦや高分解能アルゴリズムなどの信号処理を用いた方位検出を行うことで、対象物の方位を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６３５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のデジタルビームフォーミングによれば、その原理上、対象物を示す信号成分であるメインローブに加え、デジタルビームフォーミングの処理の過程でサイドローブが発生する。一般に、対象物を示すメインローブのレベルはサイドローブよりも高いので、メインローブとサイドローブを区別する手法として、メインローブから規定のレベルだけ低いものをサイドローブと判定する手法が用いられる。
【０００６】
しなしながら、対象物の反射レベルが小さい場合、デジタルビームフォーミングの処理の過程で、対象物を示すメインローブのレベルがサイドローブのレベルよりも低くなる場合が起こり得る。このため、上述の手法によれば、反射レベルの小さい対象物を示すメインローブをサイドローブと誤判定するという問題がある。
【０００７】
このような問題の解決を図った従来技術として、例えば特開２００７−２６３５７４号公報（特許文献１）に開示された技術がある。この従来技術では、方位検知処理を２回行うことにより、サイドローブを低減させている。しかしながら、この従来技術によれば、依然としてサイドローブが発生するので、反射レベルの小さい対象物のメインローブをサイドローブと誤判定して対象物の方位を誤検出する場合が起こり得る。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮して為されたものであり、対象物の方位の誤検出を有効に低減させることができる車載用のレーダ装置、方位検知方法、方位検知プログラムを提供することを目的としている。
【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、本発明に係る車載用のレーダ装置は、周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信し、該送信波が対象物で反射された反射波からなる受信波と前記送信波とから得られるビート信号に基づいて前記対象物を検知する車載用のレーダ装置であって、前記ビート信号にデジタルビームフォーミング処理を施すデジタルビームフォーミング処理部と、前記ビート信号にスペクトラム推定法に基づく方位検知処理を施すスペクトラム推定処理部と、前記デジタルビームフォーミング処理部による処理の結果と前記スペクトラム処理部による方位検知処理の結果との組み合わせから前記対象物の方位を判定する方位判定部と、を備えた車載用のレーダ装置の構成を有する。
【００１０】
上記レーダ装置において、例えば、前記方位判定部は、前記デジタルビームフォーミング処理部による処理の結果として得られる信号レベルのうち、前記スペクトラム推定処理部による方位検知処理の結果として得られるスペクトルのピークによって示される信号レベルを、前記対象物を示すメインローブとして特定することを特徴とする。
また、上記レーダ装置において、例えば、前記スペクトラム推定処理部は、前記方位検知処理として、ペアリングされた前記ビート信号の周波数成分に対して前記スペクトル推定法に基づく方位検知処理を施すことを特徴とする。
また、上記レーダ装置において、例えば、前記スペクトラム推定処理部は、前記スペクトラム推定法として、ＡＲスペクトル推定法、ＭＣＯＶ法、ＭＵＳＩＣ法、ｂｕｒｇ法の何れかを用いることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る方位検知方法は、周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信し、該送信波が対象物で反射された反射波からなる受信波と前記送信波とから得られるビート信号に基づいて前記対象物を検知する車載用のレーダ装置による検知方法であって、前記レーダ装置が備えるデジタルビームフォーミング処理部により、前記ビート信号にデジタルビームフォーミング処理を施すステップと、前記レーダ装置が備えるスペクトラム推定処理部により、前記ビート信号にスペクトラム推定法に基づく方位検知処理を施すステップと、前記レーダ装置が備える方位判定部により、前記デジタルビームフォーミング処理部による処理の結果と前記スペクトラム処理部による方位検知処理の結果との組み合わせから前記対象物の方位を判定するステップと、を含む、車載用のレーダ装置による方位検知方法の構成を有する。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る方位検知プログラムは、コンピュータに、上記方位検知方法に含まれる各ステップを実行させるための方位検知プログラムの構成を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、対象物の方位の誤検出を低減させることができ、対象物の方位を正しく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による車載用のレーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による車載用のレーダ装置において行われる処理の手順の一例を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の一実施形態による車載用のレーダ装置において行われる信号処理の結果の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による車載用のレーダ装置において行われる方位判定処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明による実施形態を説明する。
本実施形態では、車載用のレーダ装置の一例として、電子走査型レーダ装置（ＦＭＣＷ方式のミリ波レーダ装置）を示す。本レーダ装置は、車両（例えば自動車）の前方に電波（送信波）を送出して、当該車両の前方に存在する対象物（ターゲット）に関する情報を検出（検知）するために、例えばフロントグリル部またはフロントバンパ部などに取り付け可能となっている。ただし、この例に限定されることなく、対象物に送信波を照射してその反射波を受信することができる限度において、本レーダ装置は車両の任意の部位に取り付けることが可能である。
【００１６】
図１は、本実施形態による車載用のレーダ装置の構成を示すブロック図である。
本レーダ装置は、周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信し、該送信波が対象物で反射された反射波からなる受信波と前記送信波とから得られるビート信号に基づいて前記対象物を検知する車載用のレーダ装置であり、図１に示すように、制御部６と、送信部１００と、受信部２００と、信号処理部３００とを備えて構成されている。
【００１７】
このうち、送信部１００は、制御部６の制御の下、三角波信号により周波数変調された送信波を送信するものである。受信部２００は、制御部６の制御の下、上記送信波が対象物により反射されて到来する反射波からなる受信波を受信し、この受信波と上記送信波とからビート信号を生成するものである。信号処理部３００は、受信部２００で生成されたビート信号に信号処理を施して上記対象物を検知するものである。本実施形態では、信号処理部３００は、本レーダ装置から対象物までの距離と、本レーダ装置に対する対象物の相対速度と、本レーダ装置に対する対象物の方位を検知するための処理を実施する。制御部６は、図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などに格納された制御プログラムに基づいて、本レーダ装置における全体の制御を行うものであり、例えばマイクロコンピュータなどを用いて構成されている。
【００１８】
更に詳しく説明すると、送信部１００は、三角波生成部７と、アンプ（増幅器）４３と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）８と、分配器９と、アンプ４４と、送信アンテナ１０とを備える。受信部２００は、受信アレーアンテナを構成するｎ（ｎは複数）個の受信アンテナ１−１〜１−ｎと、ｎ個のアンプ４１−１〜４１−ｎと、ｎ個のミキサ２−１〜２−ｎと、ｎ個のフィルタ３−１〜３―ｎと、スイッチ（ＳＷ）４と、アンプ４２と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）５と、ｎ個のアンプ４５−１〜４５−ｎを備える。信号処理部３００は、メモリ２１と、周波数分解処理部２２と、ピーク検知部２３と、ピーク組合せ部２４と、距離検出部２５と、速度検出部２６と、ペア確定部２７と、方位検出部３０を備える。さらに、方位検知部３０は、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ）処理部３１（以下、「ＤＢＦ処理部３１」と称す。）と、スペクトラム推定処理部３２と、方位判定部３３を備える。
【００１９】
ここで、ＤＢＦ処理部３１は、受信部２００により生成されたビート信号にデジタルビームフォーミング処理（以下、「ＤＢＦ処理」と称す。）を施すものである。スペクトラム推定処理部３２は、上記ビート信号にスペクトラム推定法に基づく方位検知処理を施すものである。本実施形態では、スペクトラム推定法として改良共分散法（ＭＣＯＶ法）を用いるものとする。方位判定部３３は、ＤＢＦ処理部３１による処理の結果とスペクトラム処理部３２による方位検知処理の結果との組み合わせから上記対象物の方位を判定するものである。
【００２０】
ただし、この例に限定されず、方位検出部３０により対象物の方位を検出するために使用する手法（例えば、アルゴリズム）としては、公知のものを含めて様々な手法が用いられてもよい。具体例として、方位検出部３０は、高分解能アルゴリズムであるＡＲスペクトル推定法、ＭＵＳＩＣ法、ｂｕｒｇ法などを用いて対象物の方位を検出することができる。
【００２１】
本実施形態では、本レーダ装置は、受信アレーアンテナを構成するｎ個のチャンネル（Ｃｈ）の受信系を有している。即ち、本レーダ装置は、各チャンネルごとに、受信アンテナ１−１〜１−ｎと、アンプ４１−１〜４１−ｎと、ミキサ２−１〜２−ｎと、フィルタ３−１〜３―ｎと、アンプ４５−１〜４５−ｎを有する。
【００２２】
次に、本実施形態による車載用のレーダ装置の動作例を説明する。
図２は、本レーダ装置において行われる処理の手順（動作）の一例を示すフローチャート図である。
【００２３】
まず、本レーダ装置において、送信部１００が送信波の送信を実施し、一方、受信部２００が、上記送信波が対象物に反射されて到来する反射波に含まれる受信波の受信を実施し、この受信波と上記送信波とからビート信号を生成し、このビート信号のサンプリングデータを生成する（ステップＳ１）。
【００２４】
詳細には、送信部１００は、制御部６の制御の下、三角波信号により周波数変調された送信波を送信する。即ち、三角波生成部７は、制御部６により制御されて、三角波信号を生成してアンプ４３に出力する。アンプ４３は、三角波生成部７から入力された三角波信号を増幅してＶＣＯ８に出力する。ＶＣＯ８は、アンプ４３から入力された三角波信号に基づいて、当該三角波信号について周波数変調を行った信号を送信信号として分配器９に出力する。
【００２５】
分配器９は、ＶＣＯ８から入力された送信信号を２つに分配して、一方の分配信号をアンプ４４に出力し、他方の分配信号を各アンプ４５−１〜４５−ｎに出力する。アンプ４４は、分配器９から入力された送信信号を増幅して送信アンテナ１０に出力する。送信アンテナ１０は、アンプ４４から入力された信号を送信波として無線により送信する。この送信波が対象物に照射されると、この対象物によって反射される。
【００２６】
一方、受信部２００は、制御部６の制御の下、送信部１００が送信した送信波が対象物により反射されて到来する反射波からなる受信波を受信して受信信号を生成し、この受信信号に信号処理を施して対象物を検知する。本実施形態では、受信部２００は、本レーダ装置から対象物までの距離と、本レーダ装置に対する対象物の相対速度と、反射波が到来する方位（対象物が位置する方位）とを検知する。
【００２７】
詳細には、制御部６は、あらかじめ定められたサンプリング信号を生成して受信部２００に備えられたスイッチ４とＡ／Ｄ変換器５に出力する。また、受信部２００に備えられた各受信アンテナ１−１〜１−ｎは、送信アンテナ１０から送信された送信波が対象物によって反射して到来する反射波（すなわち、受信波）を受信し、受信した受信波を各アンプ４１−１〜４１−ｎに出力する。各アンプ４１−１〜４１−ｎは、各受信アンテナ１−１〜１−ｎから入力された受信波を増幅して受信信号を各ミキサ２−１〜２−ｎに出力する。
【００２８】
各アンプ４５−１〜４５−ｎは、分配器９から入力された送信信号（送信信号が分配されたもの）を増幅して各ミキサ２−１〜２−ｎに出力する。各ミキサ２−１〜２−ｎは、各アンプ４１−１〜４１−ｎから入力される受信波の受信信号と、各アンプ４５−１〜４５−ｎから入力される送信信号（送信アンテナ１０から送信される送信波の信号）とを混合（ミキシング）して、それぞれの周波数差に対応したビート信号を生成し、生成したビート信号を各フィルタ３−１〜３−ｎに出力する。
【００２９】
各フィルタ３−１〜３−ｎは、各ミキサ２−１〜２−ｎから入力されたビート信号（各受信アンテナ１−１〜１−ｎに対応したチャンネル１〜ｎのビート信号）に対して帯域制限を行い、帯域制限したビート信号をスイッチ４に出力する。スイッチ４は、制御部６から入力されるサンプリング信号に対応して、各フィルタ３−１〜３−ｎから入力されたビート信号を順次切り替えてアンプ４２に出力する。アンプ４２は、スイッチ４から入力されたビート信号を増幅してＡ／Ｄ変換器５に出力する。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器５は、制御部６から入力されるサンプリング信号に対応して、スイッチ４からサンプリング信号に同期して入力されるビート信号（各受信アンテナ１−１〜１−ｎに対応した各チャンネル１〜ｎのビート信号）を、サンプリング信号に同期してＡ／Ｄ変換することで、アナログ信号からデジタル信号へ変換し、これにより得られたデジタル信号（ビート信号のサンプリングデータ）を信号処理部３００に備えられたメモリ２１の波形記憶領域に順次記憶させる。メモリ２１の波形記憶領域には、Ａ／Ｄ変換器５により得られたデジタル信号（ビート信号のサンプリングデータ）が、アンテナ１−１〜１−ｎごとに対応させて記憶される。
【００３１】
メモリ２１の波形記憶領域に記憶されたデジタル信号は、三角波の上昇部分および下降部分の時系列データとなる。例えば、受信アンテナ１−１〜１−ｎごとに三角波の上昇部分と下降部分のそれぞれにおいて２５６個の値をサンプリングした場合には、２×２５６個×アンテナ数のデータが、周波数分解処理部２２に備えられたメモリ２１の波形記憶領域に記憶される。
【００３２】
続いて、信号処理部３００は、メモリ２１に記憶されたデジタル信号（ビート信号のサンプリングデータ）に対する信号処理を実施する（ステップＳ２）。
詳細には、周波数分解処理部２２は、メモリ２１に蓄積されたビート信号のサンプリングデータを、三角波信号の上昇部分と下降部分のそれぞれについて、周波数分解（例えば、フーリエ変換など）により離散時間に周波数変換する。すなわち、周波数分解処理部２２は、ビート信号をあらかじめ設定された周波数帯域幅を有するビート周波数に周波数分解して、ビート周波数ごとに分解されたビート信号に基づいた複素数データを算出する。この結果、三角波の上昇部分と下降部分において、それぞれ、周波数分解されたビート周波数ごとの信号レベルが得られる。この結果がピーク検出部２３と方位検出部３０に出力される。
【００３３】
ここで、上述の複素数データには、受信アンテナ１−１〜１−ｎに対する反射波の入射角に相当する角度θに依存した位相差があり、それぞれの複素数データの複素平面上における絶対値（例えば、受信強度あるいは振幅など）は等価である。この位相差を利用して、後述する方位検出部２８において、ＤＢＦや高分解能アルゴリズムなどの信号処理を用いて対象物の方位（角度θ）を検出することができる。
【００３４】
続いて、ピーク検知部２３は、ビート信号の周波数のピークを検出する（ステップＳ３）。即ち、ピーク検知部２３は、周波数分解処理部２２から入力される情報に基づいて、三角波の上昇部分および下降部分のそれぞれにおいて、あらかじめ設定された数値を超える複素数データのピーク値（例えば、受信強度あるいは振幅などのピーク値）を有するビート周波数を検出することにより、ビート周波数ごとに対象物の存在を検出（検知）して、検出した対象物に対応したビート周波数をターゲット周波数として選択する。そして、ピーク検知部２３は、ターゲット周波数の検出結果（ターゲット周波数のビート周波数とそのピーク値）をピーク組合せ部２４に出力する。
【００３５】
続いて、ピーク組合せ部２４は、ビート信号のペアリングを実施する（ステップＳ４）。即ち、ピーク検知部２３から入力された情報（ターゲット周波数のビート周波数とそのピーク値）について、上昇部分および下降部分のそれぞれにおけるビート周波数とそのピーク値をマトリクス状に総当たりで組合わせ、これにより上昇部分および下降部分のそれぞれにおけるビート周波数を全て組合わせて、この組合わせの結果を、順次、距離検出部２５と速度検出部２６に出力する。
【００３６】
距離検出部２５は、ピーク組合せ部２４から順次入力される上昇部分と下降部分の組合わせにおけるビート周波数（ターゲット周波数）を加算した数値に基づいて、対象物との距離ｒを演算し、その結果（ピーク値を含む）をペア確定部２７に出力する。
また、速度検出部２６は、ピーク組合せ部２４から順次入力される上昇部分と下降部分の組合わせにおけるビート周波数（ターゲット周波数）の差分の数値に基づいて、対象物との相対速度ｖを演算し、その結果（この例では、ピーク値を含む）をペア確定部２７に出力する。
【００３７】
そして、ペア確定部２７は、距離検出部２５から入力された情報および速度検出部２６から入力された情報に基づいて、対象物ごとに対応した上昇部分および下降部分のそれぞれのピークの適切な組合わせを判定して、上昇部分および下降部分のそれぞれのピークのペアを確定し、確定したペア（距離ｒ、相対速度ｖ、周波数ポイント）を示すターゲット群番号を周波数分離処理部２２に出力する。
方位検出部３０は、周波数分解処理部２２から入力された情報に基づいて、対象物の方位（方位角度）を検出して出力する（ステップＳ６〜Ｓ９）。この方位検出部３０の動作の詳細については後述する。
【００３８】
なお、対象物との距離、対象物に対する相対速度、対象物の方位を検出する原理として、例えば、特開２０１１−１６３８８３号公報などに開示される公知の技術を利用することも可能である。
【００３９】
次に、本実施形態に係るレーダ装置の特徴的な動作として、方位検出部３０の動作（ステップＳ６〜Ｓ９）を説明する。
概略的には、方位検出部３０は、デジタルビームフォーミングを用いた方位検出処理と、スペクトラム推定法の一種であるＭＣＯＶ法を用いた方位検出処理を実施し、これらの２種の方位検知処理の結果の組み合わせから対象物の方位を特定する。
【００４０】
詳細には、方位判定部３０に備えられたＤＢＦ処理部３１は、周波数分解処理部２２によりて得られたビート信号に対してＤＢＦ処理を実施することにより、対象物の方位検出を行う（ステップＳ５）。ここで、ＤＢＦ処理部３１によるＤＢＦ処理は、周波数分解処理部２２から得られるビート信号のサンプリングデータのうち、対象物からの反射波からなる受信波の到来方向（対象物の方位）に応じて空間方向に並んだサンプリングデータを対象とした場合のＦＦＴ処理に相当する。
【００４１】
図３（ａ）は、ＤＢＦ処理部３１によるＤＢＦ処理の結果の一例を示す。同図（ａ）に示すように、ＤＢＦ処理の結果として、受信アンテナ１−１〜１−ｎに対する反射波の入射角θに対応するビート信号の信号レベル（パワー）を示す複数のローブが得られる。この例では、極大値を示すローブＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が対象物を示すメインローブである可能性がある。
【００４２】
本実施形態では、上述のローブＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４をメインローブの候補とし、これらのローブが得られた入射角θ１，θ２，θ３，θ４を対象物の位置情報として、図示しないメモリに一旦格納する。ここで、対象物の反射レベルが小さい場合を考慮すると、このＤＢＦ処理の結果からは、メインローブとサイドローブを明確に区別することは困難であり、メインローブを特定することはできない。このため、ＤＢＦ処置の結果から反射波の到来方向（即ち、対象物の方位）を示す入射角を一義的に特定することができない。ただし、ＤＢＦ法によれば、信号レベルが対象物との距離に比例するため、ローブＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の何れかがメインローブであることは確かであると言える。
【００４３】
続いて、スペクトラム推定処理部３２は、対象物の方位を検知する方位検知処理として、上述の周波数分解処理部２２において得られるペアリングされたビート信号の周波数成分に対してＭＣＯＶ法に基づく方位検知処理を施すことにより、上記対象物の方位検出を行う（ステップＳ６）。
【００４４】
図３（ｂ）は、スペクトラム推定処理部３２によるＭＣＯＶ法に基づく方位検出処理の結果の一例を示す。同図（ｂ）に示すように、ＭＣＯＶ法に基づく方位検出処理の結果として、唯一のピークＰを有するスペクトルが得られ、このピークＰを示す入射角θｓは、対象物の方位を示す。従って、ＭＣＯＶ法を用いた方位検出処理によれば、対象物の方位を一義的に特定することができる。ただし、ＭＣＯＶ法によれば、その原理上、スペクトルのレベルが対象物との距離に比例しないため、このスペクトルのピークＰが対象物を示していない可能性が残る。即ち、ＭＣＯＶ法を用いた方位検出処理によれば、対象物の方位を一義的に特定することはできるが、その確からしさが十分ではない。
【００４５】
続いて、方位判定部３３は、ＤＢＦ処理部３１によるＤＢＦ処理の結果として得られる信号レベルのうち、スペクトラム推定処理部３２の方位検知処理の結果として得られるスペクトルのピークＰによって示される信号レベルを、対象物を示すメインローブとして特定する。
【００４６】
詳細には、方位判定部３３は、ＤＢＦ処理部３１によるＤＢＦ処理の結果として得られる図３（ａ）に示すローブＬ１〜Ｌ４の各構成チャネル内に、スペクトラム推定処理部３２による方位検知処理の結果として得られる図３（ｂ）に示すピークＰがあるかどうかを判定する（ステップＳ７）。ここで、本実施形態では、ローブの構成チャネルとは、或る極大値を示すローブの両側に位置する極小値のローブで囲まれた範囲を意味する。図４（ａ）の例では、極大値を示すローブＬ１の構成チャネルは、その両側の極小値を示すローブＬ１１からローブＬ１２までの範囲を意味する。ローブＬ１〜Ｌ４の何れかの構成チャネル内にピークＰがある場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、方位判定部３３は、これらローブＬ１〜Ｌ４のうち、ピークＰがある構成チャネルのローブをメインローブとして特定し、このメインローブを示す入射角θ１〜θ４の何れかを対象物の方位として特定する。
【００４７】
図４は、方位検出部３０による上述の判定処理を補足説明するための図であり、上述のＤＢＦ処理の結果である図３（ａ）に示した信号レベルと、ＭＣＯＶ法に基づく方位検知処理の結果である図３（ｂ）に示したスペクトルを重ねたものである。
【００４８】
図４（ａ）に示すように、ＤＢＦ処理により得られたローブＬ１の構成チャネル内に、ＭＣＯＶ法に基づく方位検出処理により得られたスペクトルのピークＰが位置し、他のローブＬ２〜Ｌ４の構成チャネルにはピークＰは位置していない。この場合、上述のように、方位判定部３３は、ローブＬ１の構成チャネル内にピークＰがあるると判定し（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ローブＬ１をメインローブとして特定する。この場合、方位判定部３３は、図示しないメモリに記憶されたローブＬ１を示す入射角θ１に関する位置情報を、図示しないメモリに引き続き格納しておく（ステップＳ８）。
【００４９】
これに対し、方位判定部３３は、他のローブＬ２〜Ｌ４の各構成チャネル内にはピークＰが位置しないと判定し（ステップＳ７：ＮＯ）、これらのローブＬ２〜Ｌ４とその構成チャネル内のローブをサイドローブとして特定する。具体的には、図４（ｂ）に示すように、ローブＬ２とその両側のローブＬ２１，Ｌ２２がサイドローブとされる。また、図４（ｃ）に示すように、ローブＬ３とその両側のローブＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４がサイドローブとされる。更に、図４（ｄ）に示すように、ローブＬ４とその両側のローブＬ４１，Ｌ４２がサイドローブとされる。方位判定部３３は、サイドローブとして特定したローブＬ２〜Ｌ４の入射角θに関する位置情報を上記メモリから削除する（ステップＳ９）。
【００５０】
上述のステップＳ８またはステップＳ９での処理の結果、上記の図示しないメモリに最終的に格納されている入射角θ１に関する位置情報は、対象物の方位を表す方位情報として方位検出部３０から出力される。この方位情報は、例えば、対象物を障害物として検知して車両の挙動を制御するシステムなどの入力情報として利用される。
【００５１】
本レーダ装置によれば、ＤＢＦ処理とスペクトラム推定法に基づく処理とを組み合わせ、ＤＢＦ処理により得られた複数のローブの中から、スペクトル推定法により得られたスペクトルのピークに基づいてメインローブを特定するようにしたので、ＤＢＦ処理により得られた複数のローブをメインローブとサイドローブに区別することができ、これによりメインローブを特定することができる。従って、ＤＢＦ処理の利点である対象物の方位の確からしさを保持しつつ、ＭＣＯＶ法の利点により対象物の方位を的確に特定することができる。
【００５２】
従って、例えば、対象物の反射レベルが小さく、仮に図３（ａ）に示すローブＬ１の信号レベルが他のローブの信号レベルよりも小さいとしても、このローブＬ１をメインローブとして特定することができ、反射レベルの小さい対象物のメインローブをサイドローブと誤判定する場合を有効に低減することができる。従って、本実施形態によれば、ＤＢＦ法とＭＣＯＶ法とを組み合わせたことにより、方位検知の信頼性を高めることができる。
【００５３】
上述した本実施形態を要約すると、本実施形態によれば、ペアリングされたビート信号のサンプリングデータのＤＢＦ処理の結果について、ＤＢＦスペクトルを参照して方位を検出し、また、ペアリングされたビート信号のサンプリングデータの周波数成分に対してスペクトル推定を実施する。該当するペアリングされたサンプリングデータのＤＢＦスペクトルのピークの構成チャネル内にスペクトル推定のピークがあれば、このＤＢＦスペクトルのピークをメインローブと判定し、ＤＢＦスペクトルのピークの構成チャネル内にスペクトル推定のピークがなければ、このＤＢＦピークをサイドローブと判定する。これにより、本実施形態によれば、レベル判定を行うことなくメインローブを特定することができ、メインローブの誤判定を有効に低減させることができる。
【００５４】
上述した実施形態では、本発明をレーダ装置として表現したが、本発明は、対象物の方位を検知するための方位検知方法として表現することもできる。この場合、本発明による方位検知方法は、周波数上昇区間および周波数下降区間を含む送信波を送信し、該送信波が対象物で反射された反射波からなる受信波と前記送信波とから得られるビート信号に基づいて前記対象物を検知する車載用のレーダ装置による検知方法であって、前記レーダ装置が備えるＤＢＦ処理部により、前記ビート信号にＤＢＦ処理を施すステップと、前記レーダ装置が備えるスペクトラム推定処理部により、前記ビート信号にスペクトラム推定法に基づく方位検知処理を施すステップと、前記レーダ装置が備える方位判定部により、前記ＤＢＦ処理部による処理の結果と前記スペクトラム処理部による方位検知処理の結果との組み合わせから前記対象物の方位を判定するステップとを含む、車載用のレーダ装置による方位検知方法として表現することができる。
【００５５】
また、本発明は、対象物の方位を検知するための方位検知プログラムとして表現することもできる。この場合、本発明による方位検知プログラムは、コンピュータに、上述の方位検知方法に含まれる各ステップを実行させるための方位検知プログラムとして表現することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形が可能である。
例えば、上述の実施形態では、方位検知部３０においてＤＢＦ処理を実施するものとしたが、周波数分離処理部２２においてＤＢＦ処理を実施してもよい。
また、上述の実施形態では、ＤＢＦ処理を用いるものとしたが、ＤＢＦ処理に代えてＫＡＰＯＮ法に基づく処理を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１−１〜１−ｎ…受信アンテナ、２−１〜２−ｎ…ミキサ、３−１〜３−ｎ…フィルタ、４…スイッチ、５…Ａ／Ｄ変換器、６…制御部、７…三角波生成部、８…ＶＣＯ、９…分配器、１０…送信アンテナ、２１…メモリ、２２…周波数分解処理部、２３…ピーク検知部、２４…ピーク組合せ部、２５…距離検出部、２６…速度検出部、２７…ペア確定部、３０…方位検出部、３１…ＤＢＦ処理部、３２…スペクトラム推定処理部、３３…方位判定部、４１−１〜４１−ｎ，４２，４３，４４，４５−１〜４５−ｎ…アンプ（増幅器）、１００…送信部、２００…受信部、３００…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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