(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波の放射方向を予め定める走査方向へ変位させつつ送信し、目標物からの反射波を受信し、反射波の受信電界強度、および反射波と送信波とを混合した混合信号に基づいて目標物の大きさを求めるレーダ装置の信号処理方法であって、
前記混合信号に基づいて、目標物とレーダ装置との相対距離を求め、
相対距離が等しい目標物からの反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて、予め定める基準方向と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の受信電界強度の分布を作成し、
分布の極大点となる角度の受信電界強度よりも予め定める基準強度だけ受信電界強度が小さい第１および第２角度であって、極大点となる角度から第１および第２角度に近付くに伴って受信電界強度が減少する第１および第２角度を求め、
相対距離と予め定める基準距離とを比較して、相対距離が基準距離以下であるとき、目標物の走査方向の大きさを、第１角度と第２角度との差分である角度幅に基づいて求め、相対距離が基準距離を越えるとき、目標物の走査方向の大きさを、前記角度幅と送信波のビーム幅との差に基づいて求めることを特徴とするレーダ装置の信号処理方法。
【請求項２】
送信波の放射方向を予め定める走査方向へ変位させつつ送信し、目標物からの反射波を受信し、反射波の受信電界強度、および反射波と送信波とを混合した混合信号に基づいて目標物の位置または大きさを求めるレーダ装置の信号処理方法であって、
前記混合信号に基づいて、目標物とレーダ装置との相対距離を求め、
相対距離が等しい目標物からの反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて、予め定める基準方向と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の受信電界強度の分布を作成し、
分布を表す曲線の極大点となる角度の受信電界強度よりも予め定める基準強度だけ受信電界強度が小さい第１および第２角度であって、極大点となる角度から第１および第２角度に近付くに伴って受信電界強度が減少する第１および第２角度を求め、
第１角度と第２角度との差分である角度幅と送信波のビーム幅とを比較し、角度幅がビーム幅未満であるとき、第１角度と第２角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求め、角度幅がビーム幅以上であるとき、互いに近傍にある複数の極大点をまとめ、これらの極大点のうち最大の極大点から前記基準強度だけ受信電界強度が小さい角度のうちで、最大角度と最小角度とを求め、これら最大角度および最小角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求めることを特徴とするレーダ装置の信号処理方法。
【請求項３】
前記角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の走査方向の大きさを、最小角度と最大角度との差分に基づいて求めることを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置の信号処理方法。
【請求項４】
前記角度幅がビーム幅以上であるとき、前記目標物の中心の方向を、最小角度と最大角度との中間の角度だけ、前記基準方向からずれた方向とすることを特徴とする請求項２または３に記載のレーダ装置の信号処理方法。
【請求項５】
送信波の放射方向を予め定める走査方向へ変位させつつ送信し、目標物からの反射波を受信し、反射波の受信電界強度、および反射波と送信波とを混合した混合信号に基づいて目標物の大きさを求めるレーダ装置の信号処理装置であって、
前記混合信号に基づいて、目標物とレーダ装置との相対距離を求める手段と、
相対距離が等しい目標物からの反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて、予め定める基準方向と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の受信電界強度の分布を作成する手段と、
分布の極大点となる角度の受信電界強度よりも予め定める基準強度だけ受信電界強度が小さい第１および第２角度であって、極大点となる角度から第１および第２角度に近付くに伴って受信電界強度が減少する第１および第２角度を求める手段と、
相対距離と予め定める基準距離とを比較して、相対距離が基準距離以下であるとき、目標物の走査方向の大きさを、第１角度と第２角度との差分である角度幅に基づいて求め、相対距離が基準距離を越えるとき、目標物の走査方向の大きさを、前記角度幅と送信波のビーム幅との差に基づいて求める手段とを備えることを特徴とするレーダ装置の信号処理装置。
【請求項６】
送信波の放射方向を予め定める走査方向へ変位させつつ送信し、目標物からの反射波を受信し、反射波の受信電界強度、および反射波と送信波とを混合した混合信号に基づいて目標物の位置または大きさを求めるレーダ装置の信号処理装置であって、
前記混合信号に基づいて、目標物とレーダ装置との相対距離を求める手段と、
相対距離が等しい目標物からの反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて、予め定める基準方向と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の受信電界強度の分布を作成する手段と、
分布を表す曲線の極大点となる角度の受信電界強度よりも予め定める基準強度だけ受信電界強度が小さい第１および第２角度であって、極大点となる角度から第１および第２角度に近付くに伴って受信電界強度が減少する第１および第２角度を求める手段と、
第１角度と第２角度との差分である角度幅と送信波のビーム幅とを比較し、角度幅がビーム幅未満であるとき、第１角度と第２角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求め、角度幅がビーム幅以上であるとき、互いに近傍にある複数の極大点をまとめ、これらの極大点のうち最大の極大点から前記基準強度だけ受信電界強度が小さい角度のうちで、最大角度と最小角度とを求め、これら最大角度および最小角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求める手段とを備えることを特徴とするレーダ装置の信号処理装置。
【請求項７】
前記目標物の位置または大きさを求める手段は、前記角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の走査方向の大きさを、最小角度と最大角度との差分に基づいて求めることを特徴とする請求項６記載のレーダ装置の信号処理装置。
【請求項８】
前記目標物の位置または大きさを求める手段は、前記角度幅がビーム幅以上であるとき、前記目標物の中心の方向を、最小角度と最大角度との中間の角度だけ、前記基準方向からずれた方向とすることを特徴とする請求項６または７記載のレーダ装置の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両周辺の物体を検出するために好適に用いられるレーダ装置の信号処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両には、たとえば、自車と同じ道路を先行して走行する先行車両等の目標物を検出するために、目標物と車両との相対距離および相対速度を求めるレーダ装置が備えられる。
【０００３】
第１の従来技術のレーダ装置の送信アンテナ１および受信アンテナ２は、図１１に示すように、たとえば車両３のフロントグリル内に設置される。送信アンテナ１から、指向性のある予め定める波長の電磁波が、送信波５として、その放射方向を時間経過に伴って水平方向６に角変位させつつ放射される。この送信波５のビーム幅は、たとえば、２〜３度である。送信波５は、目標物７で反射されて、反射波として戻り、受信アンテナ２によって受信される。レーダ装置は、まず、測定角度をパラメータとした反射波の受信電界強度の分布を求める。測定角度は、送信波の放射方向と車両の車軸に垂直でかつ水平な予め定める前方方向との成す角度である。次いでその分布の極大点の測定角度を求め、目標物と車両との相対距離と前記極大点の測定角度とに基づいて、車両に対する目標物の位置を算出する。
【０００４】
図１２は、第１の従来技術のレーダ装置において、測定角度に対する反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。このグラフでは、実際に測定された反射波の受信電界強度を太実線で表し、この受信電界強度から推測される分布を曲線９によって表す。送信波のビーム幅が２〜３度の送信波を用いる場合、送信波が実際に放射される測定角度の間隔８が比較的大きい。このように、第１の従来技術のレーダ装置では、実際に測定された反射波の個数が少ないので、目標物の厳密な位置を求めることが困難だった。
【０００５】
このために、第２の従来技術のレーダ装置として、ビーム幅が０．１〜０．９度の送信波を放射するレーダ装置が用いられている。このレーダ装置は、図１３に表すように、送信アンテナ１１および受信アンテナ１２の設置位置ならびに送信波の放射および反射波の受信の挙動は、第１の従来技術のレーダ装置と等しく、アンテナ１１，１２の構造およびビーム幅だけが異なる。
【０００６】
図１４は、第２の従来技術のレーダ装置において、測定角度に対する送信波１５の反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。ビーム幅が０．１〜０．９度の送信波を用いる場合、実際に放射される測定角度の間隔１８が、第１の従来技術のレーダ装置の前記間隔８よりも小さい。このために、車両が存在する角度範囲内に複数回送信波が放射されることになり、角度範囲の内外で明確に反射波の受信電界強度が変化する。したがって、受信電界強度が或る閾値を越えるような範囲１９に基づいて、目標物の大きさおよび位置を厳密に定めることができる。しかしながら、ビーム幅を狭くするためには、送信アンテナの開口面積を大きくする必要があるので、レーダ装置の小型化が困難だった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ビーム幅に拘わらず、目標物の大きさおよび位置を厳密に求めることができるレーダ装置の信号処理方法および装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、送信波の放射方向を予め定める走査方向へ変位させつつ送信し、目標物からの反射波を受信し、反射波の受信電界強度、および反射波と送信波とを混合した混合信号に基づいて目標物の大きさを求めるレーダ装置の信号処理方法であって、
前記混合信号に基づいて、目標物とレーダ装置との相対距離を求め、
相対距離が等しい目標物からの反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて、予め定める基準方向と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の受信電界強度の分布を作成し、
分布の極大点となる角度の受信電界強度よりも予め定める基準強度だけ受信電界強度が小さい第１および第２角度であって、極大点となる角度から第１および第２角度に近付くに伴って受信電界強度が減少する第１および第２角度を求め、
相対距離と予め定める基準距離とを比較して、相対距離が基準距離以下であるとき、目標物の走査方向の大きさを、第１角度と第２角度との差分である角度幅に基づいて求め、相対距離が基準距離を越えるとき、目標物の走査方向の大きさを、前記角度幅と送信波のビーム幅との差に基づいて求めることを特徴とする。
本発明に従えば、角度および相対距離をパラメータとして、相対距離でまとめた混合信号の受信電界強度の分布を作成し、この分布から極大点よりも受信電界強度が基準強度だけ小さい第１および第２角度を求める。相対距離と基準距離とを比較し、相対距離が基準距離以下のとき、目標物の走査方向の大きさを、第１および第２角度の差分である角度幅に基づいて求め、相対距離が基準距離を越えるとき、目標物の走査方向の大きさを、前記角度幅と送信波のビーム幅とに基づいて求める。目標物がレーダ装置から遠ざかり、相対距離が大きくなるほど、目標物が存在する角度範囲の幅が小さくなるので、目標物が存在する角度範囲の幅と送信波のビーム幅との大小関係は、目標物とレーダ装置との相対距離に応じて変化する。このことを踏まえ、相対距離に応じて算出方法を変更することによって、相対距離に応じた好適な算出方法で、正確に目標物の大きさを求めることができる。したがって送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の大きさを正確に求めることができる。また送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅に広いレーダ装置を用いることが可能であり、レーダ装置を容易に小型化することができる。
【００１２】
本発明は、送信波の放射方向を予め定める走査方向へ変位させつつ送信し、目標物からの反射波を受信し、反射波の受信電界強度、および反射波と送信波とを混合した混合信号に基づいて目標物の位置または大きさを求めるレーダ装置の信号処理方法であって、
前記混合信号に基づいて、目標物とレーダ装置との相対距離を求め、
相対距離が等しい目標物からの反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて、予め定める基準方向と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の受信電界強度の分布を作成し、
分布を表す曲線の極大点となる角度の受信電界強度よりも予め定める基準強度だけ受信電界強度が小さい第１および第２角度であって、極大点となる角度から第１および第２角度に近付くに伴って受信電界強度が減少する第１および第２角度を求め、
第１角度と第２角度との差分である角度幅と送信波のビーム幅とを比較し、角度幅がビーム幅未満であるとき、第１角度と第２角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求め、角度幅がビーム幅以上であるとき、互いに近傍にある複数の極大点をまとめ、これらの極大点のうち最大の極大点から前記基準強度だけ受信電界強度が小さい角度のうちで、最大角度と最小角度とを求め、これら最大角度および最小角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求めることを特徴とする。
本発明に従えば、角度および相対距離をパラメータとして、相対距離でまとめた混合信号の受信電界強度の分布を作成し、この分布から極大点よりも受信電界強度が基準強度だけ小さい第１および第２角度を求める。第１および第２角度の差分である角度幅と、ビーム幅とを比較し、角度幅がビーム幅未満であるとき、第１角度と第２角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求め、角度幅がビーム幅以上であるとき、近傍にある極大点をまとめ、最大の極大点から基準強度だけ受信電界強度が小さい角度のうちの最大角度と最小角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求める。目標物がレーダ装置から遠ざかり、相対距離が大きくなるほど、目標物が存在する角度範囲の幅が小さくなるので、目標物が存在する角度範囲の幅と送信波のビーム幅との大小関係は、目標物とレーダ装置との相対距離に応じて変化する。またたとえば、送信波を反射する目標物の反射面が凹凸などを有する複雑な形状をしていると、この反射面の異なる箇所からの反射波が干渉し、目標物が存在する角度範囲内において、部分的に受信電界強度が低下し、複数の極大点が互いに近傍に寄り集まって存在することがある。このような現象は、目標物が存在する角度範囲の幅が送信波のビーム幅よりも大きい場合に生じやすい。これらのことを踏まえ、第１および第２角度の角度幅とビーム幅との大小関係に応じて算出方法を変更することによって、角度幅とビーム幅との大小関係に応じた好適な算出方法で、正確に目標物の位置または大きさを求めることができる。したがって送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の位置および大きさを正確に求めることができる。また送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅に広いレーダ装置を用いることが可能であり、レーダ装置を容易に小型化することができる。
【００１３】
本発明は、前記角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の走査方向の大きさを、最小角度と最大角度との差分に基づいて求めることを特徴とする。
本発明に従えば、角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の大きさは、最小角度と最大角度との差分に基づいて求める。このようにして目標物の大きさを正確に求めることができる。
【００１４】
本発明は、前記角度幅がビーム幅以上であるとき、前記目標物の中心の方向を、最小角度と最大角度との中間の角度だけ、前記基準方向からずれた方向とすることを特徴とする。
本発明に従えば、角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の中心の方向は、基準方向から最小角度および最大角度の中間の角度だけずれた方向として求める。このようにして目標物の中心の方向を正確に求め、目標物の位置を正確に求めることができる。
【００１７】
本発明は、送信波の放射方向を予め定める走査方向へ変位させつつ送信し、目標物からの反射波を受信し、反射波の受信電界強度、および反射波と送信波とを混合した混合信号に基づいて目標物の大きさを求めるレーダ装置の信号処理装置であって、
前記混合信号に基づいて、目標物とレーダ装置との相対距離を求める手段と、
相対距離が等しい目標物からの反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて、予め定める基準方向と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の受信電界強度の分布を作成する手段と、
分布の極大点となる角度の受信電界強度よりも予め定める基準強度だけ受信電界強度が小さい第１および第２角度であって、極大点となる角度から第１および第２角度に近付くに伴って受信電界強度が減少する第１および第２角度を求める手段と、
相対距離と予め定める基準距離とを比較して、相対距離が基準距離以下であるとき、目標物の走査方向の大きさを、第１角度と第２角度との差分である角度幅に基づいて求め、相対距離が基準距離を越えるとき、目標物の走査方向の大きさを、前記角度幅と送信波のビーム幅との差に基づいて求める手段とを備えることを特徴とする。
本発明に従えば、角度および相対距離をパラメータとして、相対距離でまとめた混合信号の受信電界強度の分布が作成され、この分布から極大点よりも受信電界強度が基準強度だけ小さい第１および第２角度が求められる。相対距離と基準距離とが比較され、相対距離が基準距離以下のとき、目標物の走査方向の大きさが、第１および第２角度の差分である角度幅に基づいて求められ、相対距離が基準距離を越えるとき、目標物の走査方向の大きさが、前記角度幅と送信波のビーム幅とに基づいて求められる。目標物がレーダ装置から遠ざかり、相対距離が大きくなるほど、目標物が存在する角度範囲の幅が小さくなるので、目標物が存在する角度範囲の幅と送信波のビーム幅との大小関係は、目標物とレーダ装置との相対距離に応じて変化する。このことを踏まえ、相対距離に応じて算出方法が変更されるので、相対距離に応じた好適な算出方法で、正確に目標物の大きさが求められる。したがって送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の大きさを正確に求めることができる。また送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅に広いレーダ装置を用いることが可能であり、レーダ装置を容易に小型化することができる。
【００１９】
本発明は、送信波の放射方向を予め定める走査方向へ変位させつつ送信し、目標物からの反射波を受信し、反射波の受信電界強度、および反射波と送信波とを混合した混合信号に基づいて目標物の位置または大きさを求めるレーダ装置の信号処理装置であって、
前記混合信号に基づいて、目標物とレーダ装置との相対距離を求める手段と、
相対距離が等しい目標物からの反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて、予め定める基準方向と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の受信電界強度の分布を作成する手段と、
分布を表す曲線の極大点となる角度の受信電界強度よりも予め定める基準強度だけ受信電界強度が小さい第１および第２角度であって、極大点となる角度から第１および第２角度に近付くに伴って受信電界強度が減少する第１および第２角度を求める手段と、
第１角度と第２角度との差分である角度幅と送信波のビーム幅とを比較し、角度幅がビーム幅未満であるとき、第１角度と第２角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求め、角度幅がビーム幅以上であるとき、互いに近傍にある複数の極大点をまとめ、これらの極大点のうち最大の極大点から前記基準強度だけ受信電界強度が小さい角度のうちで、最大角度と最小角度とを求め、これら最大角度および最小角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求める手段とを備えることを特徴とするレーダ装置の信号処理装置である。
本発明に従えば、角度および相対距離をパラメータとして、相対距離でまとめた混合信号の受信電界強度の分布が作成され、この分布から極大点よりも受信電界強度が基準強度だけ小さい第１および第２角度が求められる。第１および第２角度の差分である角度幅と、ビーム幅とが比較され、角度幅がビーム幅未満であるとき、第１角度と第２角度とに基づいて、目標物の位置または大きさが求められ、角度幅がビーム幅以上であるとき、近傍にある極大点がまとめられ、最大の極大点から基準強度だけ受信電界強度が小さい角度のうちの最大角度と最小角度とに基づいて、目標物の位置または大きさが求められる。目標物がレーダ装置から遠ざかり、相対距離が大きくなるほど、目標物が存在する角度範囲の幅が小さくなるので、目標物が存在する角度範囲の幅と送信波のビーム幅との大小関係は、目標物とレーダ装置との相対距離に応じて変化する。またたとえば、送信波を反射する目標物の反射面が凹凸などを有する複雑な形状をしていると、この反射面の異なる箇所からの反射波が干渉し、目標物が存在する角度範囲内において、部分的に受信電界強度が低下し、複数の極大点が互いに近傍に寄り集まって存在することがある。このような現象は、目標物が存在する角度範囲の幅が送信波のビーム幅よりも大きい場合に生じやすい。これらのことを踏まえ、第１および第２角度の角度幅とビーム幅との大小関係に応じて算出方法が変更されるので、角度幅とビーム幅との大小関係に応じた好適な算出方法で、正確に目標物の位置または大きさを求めることができる。したがって送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の位置および大きさを正確に求めることができる。また送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅に広いレーダ装置を用いることが可能であり、レーダ装置を容易に小型化することができる。
【００２０】
本発明は、前記目標物の位置または大きさを求める手段は、前記角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の走査方向の大きさを、最小角度と最大角度との差分に基づいて求めることを特徴とする。
本発明に従えば、角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の大きさは、最小角度と最大角度との差分に基づいて求められる。このようにして目標物の大きさを正確に求めることができる。
【００２１】
本発明は、前記目標物の位置または大きさを求める手段は、前記角度幅がビーム幅以上であるとき、前記目標物の中心の方向を、最小角度と最大角度との中間の角度だけ、前記基準方向からずれた方向とすることを特徴とする。
本発明に従えば、角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の中心の方向は、基準方向から最小角度および最大角度の中間の角度だけずれた方向として求められる。このようにして目標物の中心の方向を正確に求め、目標物の位置を正確に求めることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態であるレーダ装置の信号処理方法を用いたレーダ装置３１の電気的構成を示すブロック図である。レーダ装置３１は、たとえば車両に取付けられる。レーダ装置３１は、送信アンテナ３３、受信アンテナ３４、パルス発生回路３５、局部発振回路３６、検波回路３７、パルス信号生成回路３８、変位装置４０、レベル検出回路４１、パルス幅計測回路４２、距離計算回路４３、および信号処理回路４４を含む。さらにレーダ装置３１に関連して、アプリケーション装置４５が設けられる。送信および受信アンテナ３３，３４、パルス発生装置３５、局部発振回路３６、検波回路３７、およびパルス信号生成回路３８は、センサ装置４６として、単一筺体に収納される。
【００３７】
送信および受信アンテナ３３，３４は、指向性の強いアンテナであり、送信アンテナ３３の主ローブのビーム幅はたとえば約２度〜３度である。送信アンテナ３３は、たとえば車両の進行方向前方に電磁波を放射することができる位置に設置される。また受信アンテナ３４は、車両の進行方向前方からの電磁波を受信することができる位置に設置される。このような位置は、たとえば、車両の車体前方のフロントグリル内である。この送信および受信アンテナ３３，３４は、単一のアンテナを共用する構成によって実現されても良い。
【００３８】
パルス発生回路３５は、予め定めるパルス幅Ｗ１の発振パルス信号を、予め定めるパルス周期毎に生成して、局部発振器３６に与える。発振パルス信号を図２（１）に示す。局部発振器３６は、発振パルス信号の信号レベルがハイレベルであるときだけ、予め定める発振周波数の局部発振信号を送信アンテナ３３に与えて、発信周波数の電磁波である送信波を、送信アンテナ３３から放射させる。この送信波は、車両の走行方向前方にある目標物によって反射され、反射波として戻る。受信アンテナ３４は、反射波およびその他の雑音を含む電磁波を受信し、受信した電磁波の受信電界強度を表す受信信号を、検波回路３７に導出する。受信信号の信号レベルは、電磁波の受信電界強度に比例して増加する。
【００３９】
検波回路３７は、受信信号を予め定める弁別レベルでレベル弁別することによって、反射波を表すパルスを検出して、そのパルスを表す受信パルス信号を生成する。具体的には、電磁波の受信電界強度が予め定める弁別レベル以上であるときには、受信パルス信号の信号レベルをハイレベルとし、受信電界強度が予め定める弁別レベル未満のときは受信パルス信号の信号レベルをローレベルとする。受信パルス信号は、パルスの立上がりおよび立下がり時刻ｔ３，ｔ４が、レーダ装置３１と目標物との相対距離に対応する遅延時間Ｗ２だけ、発振パルス信号のパルスの立上がりおよび立下がり時刻ｔ１，ｔ２よりも遅れ、それ以外の挙動は発振パルス信号と等しい。受信パルス信号を図２（２）に示す。上述の弁別レベルは、受信信号から雑音成分を除去することができる程度の低いレベルに設定される。
【００４０】
パルス信号生成回路３８には、パルス発生回路３５から発振パルス信号が与えられ、検波回路３７から受信パルス信号が与えられる。パルス信号生成回路３８は、発振および受信パルス信号を比較して、遅延パルス信号を生成し、パルス幅計測回路４２に与える。遅延パルス信号のパルス幅は上述の遅延時間Ｗ２と等しく、パルスの立上がり時刻は発振パルス信号のパルスの立上がり時刻ｔ１と等しく、パルスの立下がり時刻は受信パルス信号のパルスの立上がり時刻ｔ３と等しい。遅延パルス信号を図２（３）に示す。
【００４１】
変位装置４０は、送信波が予め定める走査速度で予め定める走査範囲を走査するように、送信波の放射方向を周期的に角変位させる。送信波は、たとえば、地表に平行に角変位されるものとする。たとえば、変位装置４０は、センサ装置４６全体を機械的に角変位させることによって、送信波の放射方向を角変位させる。また、変位装置４０は、送信および受信アンテナ３３，３４だけを機械的に角変位させる構造であっても良い。さらにまた、送信波の放射方向の角変位は、上述の機械的手法だけでなく、電気的手法を用いても良い。電気的手法としては、たとえば、送信アンテナとしてフェイズドアレイアンテナを用い、フェイズドアレイアンテナの各アンテナ素子から放射される電磁波の位相差を変更することによって、放射ビームの方向を変更する手法が挙げられる。
【００４２】
レベル検出回路４１には、受信アンテナ３４からの受信信号がそのまま与えられる。レベル検出回路４１は、受信信号に基づいて、反射波の受信電界強度を検出する。パルス幅計測回路４２は、遅延パルス信号のパルス幅、すなわち遅延時間Ｗ２を計測して、距離計算回路４３に与える。距離計算回路４３は、遅延時間Ｗ２に基づいて、レーダ装置３１と目標物との間の相対距離を算出する。相対距離は、たとえば、遅延時間の半分の時間と光速度との積である。
【００４３】
信号処理回路４４には、レベル検出回路４１から反射波の受信電界強度が与えられ、距離計算回路４３から相対距離が与えられる。また、変位装置４０から、送信波の測定角度が与えられる。測定角度は、送信波の最大放射方向と予め基準方向との成す角度である。本実施形態では、基準方向を、車両の車軸に垂直であってかつ地表と平行な前方方向であるとする。信号処理回路４４は、測定角度と相対距離とをパラメータとした反射波の受信電界強度の分布を求め、その分布に基づいて、目標物の位置および大きさを算出する。
【００４４】
アプリケーション装置４５は、信号処理回路４４から目標物の位置および大きさが与えられ、それらに基づいて、車両の挙動を制御する。たとえば、アプリケーション装置４５は、目標物が車両の走行の妨げになるか否かを判定し、妨げになると判定されたとき、車両の部品を制御して、目標物を回避するための回避動作を行う。
【００４５】
図３は、送信および受信アンテナ３３，３４の指向性を表すグラフである。このグラフの縦軸は電界強度（単位ｄＢ）であり、横軸は放射方向である。このグラフでは、放射方向を、アンテナの最大放射方向を０度として、時計まわりに増加するものとする。送信および受信アンテナ３３，３４は、主ローブ５１が副ローブ５２の数倍以上に大きくなるような指向特性を有する。送信波のビーム幅θｂは、主ローブ５１を表す曲線上で、最大放射方向の電界強度Ｅｐから３ｄＢ低い電界強度Ｅｍに相当する点ｐｂ１，ｐｂ２間の幅である。
【００４６】
図４は、レーダ装置３１を搭載した車両６１と、目標物６２，６３との位置関係を表す模式図である。レーダ装置３１は、走査範囲θｓを、ビーム幅θｂのビーム状の送信波によって、水平方向に周期的に走査する。走査範囲θｓは、たとえば、基準方向から増加する方向および減少する方向にそれぞれ１０度〜１５度の範囲であり、全体で２０度〜３０度の範囲であるとする。送信波が１回放射された時点から次に放射される時点までの間に送信波の放射方向が角変位する角変位量は、たとえば、ビーム幅θｂよりも狭い。レーダ装置３１のアンテナ３３，３４は、車両６１の走行方向前方に取付けられ、かつ走査範囲θｓ内にある目標物を６２，６３の位置および大きさを検出することができる。車両６１と目標物６２，６３との相対距離Ｒは、図５に示すように、車両６１のレーダ装置３１のアンテナと、目標物６２，６３の送信波を反射する面６６とを両端とし、基準方向６５に平行な線分の長さであるとする。レーダ装置３１から見て目標物６２，６３が存在する角度範囲は、送信波が面６６の水平方向の一方端部に当たったときの測定角度θＬと、送信波が面６６の水平方向の他方端部に当たったときの測定角度θＲとを両端とする範囲であるとする。
【００４７】
図６は、測定角度および相対距離に対する反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。このグラフは、相互に直交する３本の軸線を有し、図面上で横方向の軸が測定角度を表し、奥行き方向の軸が相対距離を表し、縦方向の軸が受信電界強度を表す。受信電界強度は局部的に増加しており、受信電界強度のピークを含む部分６８，６９が、目標物６２，６３によって反射された反射波に対応する。この部分６８，６９は、測定角度を表す軸線と平行で相対距離Ｒ１，Ｒ２だけ該軸線から離れた直線上の、角度幅Δθ１，Δθ２の範囲にある。この角度幅Δθ１，Δθ２内には、レーダ装置３１から目標物６２，６３の中心に向かう方向と基準方向との成す角度が含まれる。
【００４８】
このように、測定角度および相対距離をパラメータとして受信電界強度の分布を求めると、受信電界強度は、相対距離およびレーダ装置から目標物の中心に向かう方向によって定められる部分で局部的に増加する。したがって、この受信電界強度の分布から、目標物６２，６３の中心の位置および目標物６２，６３の大きさを、求めることができる。また、本実施形態では、受信電界強度の分布を測定角度および相対距離をパラメータとして求めたが、測定角度だけをパラメータとして求めても良い。
【００４９】
図７は、レーダ装置３１の信号処理動作を説明するためのフローチャートである。レーダ装置３１が起動されると、ステップａ１からステップａ２に進む。
【００５０】
ステップａ２では、まず、変位装置４０が送信波の放射方向を、基準方向から測定角度θｎだけずれた方向に変更する。ｎは、０以上の任意の整数である。次いで、パルス生成回路３５と局部発振回路３６と送信アンテナ３３とによって、送信波を放射させる。ステップａ３では、受信アンテナ３４が、電磁波を受信して受信信号を生成し、検波回路３７とパルス信号生成回路３８とによって遅延パルス信号を生成する。ステップａ４では、パルス幅計測回路４２と距離計算回路４３とが遅延パルス信号に基づいて相対距離Ｒ（θｎ，ｍ）を求める。同時に、レベル検出回路４１によって、受信信号に基づき反射波の受信電界強度Ｌ（θｎ，ｍ）を求める。ｍは、０以上の任意の整数である。測定角度θｎと相対距離Ｒ（θｎ，ｍ）と受信電界強度Ｌ（θｎ，ｍ）とは、相互に対応付けて図示しないメモリに記憶される。
【００５１】
ステップａ５で、ステップａ２〜ａ４の動作がＮ回実行されたか否かを判定する。実行回数がＮ回未満であるとき、ステップａ５からステップａ２に戻り、変位装置４０によって測定角度θｎを予め定める角変位量だけ増加させて、ステップａ２〜ａ４の処理を繰返す。この角変位量は、たとえばビーム幅Δθｂよりも小さく、約０．５０〜０．７５度である。実行回数Ｎは、たとえば４０回である。実行回数がＮ回以上であるとき、ステップａ５からステップａ６に進む。ステップａ２〜ａ５の処理動作は、この処理動作中に目標物が移動したために相対距離を補正しなければならなくなることを防止することができる程度の時間内に実行される。この時間は、たとえば０．１秒である。
【００５２】
ステップａ６では、信号処理回路４４が、或る相対距離における受信電界強度の分布の極大点を検出する手段として動作する。具体的には、ステップａ２〜ａ５の処理によって得られた全受信電界強度Ｌ（θｎ，ｍ）を相対距離が等しい受信電界強度の組に区分する。次いで、信号処理回路４４が，各組毎に、分布の極大点の受信電界強度Ｌｐを探す。分布の極大点の受信電界強度は、たとえば、予め定める基準レベル以上であって、その受信電界強度に対応する測定角度を中心とした予め定める角度範囲内の測定角度に対応する受信電界強度のうちで最大のものであるとする。
【００５３】
ステップａ７，ａ８では、信号処理回路４４が、目標物が存在する角度範囲を求める手段として動作する。具体的には、まず、ステップａ７で、信号処理回路４４は、前記各組の受信電界強度の分布に基づいて、目標物の一方および他方端部に送信波が当たったときの測定角度θＬ，θＲを探す。この測定角度θＬ，θＲは、具体的には、ステップａ６で得られた分布の極大点の受信電界強度Ｌｐよりも予め定める電界強度ΔＬだけ小さい受信電界強度Ｌｂに対応する測定角度であるとする。ステップａ８では、信号処理回路４４が、各組毎に、目標物が存在する角度範囲の角度幅Δθａを求める。角度幅Δθａは、たとえば、測定角度θＲから測定角度θＬを減算したものであるとする。
Δθａ ＝ θＲ−θＬ                                             …（１）
【００５４】
ステップａ９では、信号処理回路４４が判定手段として働き、角度幅Δθａがビーム幅θｂ未満であるか否かを判定する。角度幅Δθａがビーム幅θｂ未満であればステップａ９からステップａ１０に進み、角度幅Δθａがビーム幅θｂ以上であれば、ステップａ９からステップａ１４に進む。
Δθａ ＜ θｂ                                                   …（２）
【００５５】
ステップａ９の判定は、以下の理由から行われる。目標物表面の送信波を反射する面に凹凸等があり複雑であると、この面内の複数の箇所からの反射波が干渉し、その受信電界強度が低下することがある。このために、目標物からの反射波の受信電界強度は、局部的に低下することがある。また、反射する面の複数の箇所で反射率が異なることがあり、この場合にも、反射波の受信電界強度が局部的に低下することがある。このことは、角度幅Δθａがビーム幅θｂ以上である場合に良く起こる。このために、本実施形態のレーダ装置３１では、角度幅Δθａとビーム幅θｂとの大小関係に応じて、算出手法を変更する。また、ステップａ９の判定に代わって、相対距離Ｒが予め定める基準距離以上であるか否かを判定し、相対距離が基準距離以上であるときに、ステップａ１０に進むようにしてもよい。
【００５６】
ステップａ１０〜ａ１３の処理は、角度幅Δθａがビーム幅θｂ未満である場合に実行される。図８は、角度幅Δθａがビーム幅θｂ未満であり、或る相対距離だけレーダ装置から離れた目標物が１つだけ存在する場合の、或る相対距離における反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。このグラフは、図６のグラフを、測定角度および相対距離を表す軸線によって規定される平面に垂直であって受信電界強度および相対距離を表す軸線によって規定される平面から或る相対距離だけ離れた仮想平面によって切断した断面に相当する。太線は、各測定角度に対応する受信電界強度を表す。図９は、図８の太線の先端を結ぶ曲線によって、反射波の受信電界強度の分布を表したものである。図８と図９とを併せて説明する。
【００５７】
角度幅Δθａがビーム幅θｂ未満であり目標物が１つだけ存在する場合、反射波の受信電界強度の分布を表す曲線７１の極大点のうち、受信電界強度が雑音レベル以上であるものは１つである。測定角度θＬ，θＲは、この極大点７２よりも受信電界強度が基準強度ΔＬだけ小さい点７３，７４に対応する。またこの場合、角度幅Δθａは、送信アンテナ３３のアンテナ特性に基づいて定められる基準角度幅θｃをパラメータとして増減する値になると考えられる。基準角度幅θｃは、図３の主ローブ５１を表す曲線上で、最大放射方向の電界強度Ｅｐから予め定める電界強度ΔＬだけ低い電界強度Ｅｎに相当する点ｐｂ３，ｐｂ４間の幅である。実験的には、角度幅Δθａは、基準角度幅θｃとほぼ等しくなった。電界強度ΔＬは、たとえば１０ｄＢ〜２０ｄＢである。
【００５８】
再び図７を参照する。ステップａ１０では、信号処理回路４４は、目標物の中心位置を算出する手段として働く。概略的には、該回路４４は、基準方向と成す角度が測定角度θＲ，θＬの中間の角度になる方向に目標物の中心があると見なして、目標物の中心の位置を相対距離Ｒと角度幅Δθａとに基づいて算出する。ｘｙ直交座標系のｘ座標軸が基準方向と平行であり、ｙ座標軸が基準方向に垂直でかつ地表に平行であり、原点がレーダ装置３１と一致すると仮定すると、目標物の中心の位置のｘ座標は相対距離Ｒと等しい値になり、ｙ座標は以下の式によって求められる。以下の式で、「（θＲ−θＬ）／２＋θＬ」は、測定角度θＲ，θＬの中間の角度である。これによって、送信波のビーム幅を狭くすることなく、目標物の中心の位置を求めることができる。また、分布を表す曲線の極大点をそのまま中心の位置のｙ座標とするときよりも、目標物の中心の位置を正確に求めることができる。
0004080042.tif 000002
【００５９】
ステップａ１１では、信号処理回路４４は判定回路として働き、相対距離Ｒが予め定める基準距離Ｒｔｈを越えるか否かを判定する。相対距離Ｒが基準距離Ｒｔｈを越えるとき、ステップａ１３に進み、相対距離Ｒが基準距離Ｒｔｈ以下であるとき、ステップａ１２に進む。ステップａ１２では、信号処理回路４４は、目標物の走査方向に平行な方向の幅を算出する手段として働く。具体的には、目標物の走査方向に平行な方向の幅が角度幅Δθａに比例するものと考えて、前記幅を、相対距離Ｒと測定角度θＲ，θＬとに基づいて、式（４）によって算出する。ステップａ１３では、信号処理回路４４は目標物の走査方向に平行な方向の幅を算出する手段として働く。具体的には、目標物の走査方向に平行な方向の幅は角度幅Δθａとビーム幅θｂとの差分に比例するものと考えて、相対距離Ｒと測定角度θＲ，θＬとに基づいて、式（５）によって算出する。
幅 ＝ Ｒ×ｔａｎθＲ−Ｒ×ｔａｎθＬ                            …（４）
幅 ＝ Ｒ×ｔａｎ（θＲ−θｂ／２）−Ｒ×ｔａｎ（θＬ＋θｂ／２）…（５）
【００６０】
相対距離に応じて幅の算出手法を変更するのは、以下の理由からである。角度幅Δθａは、目標物がレーダ装置から遠ざかるほど小さくなる。ゆえに、或る相対距離だけレーダ装置３１から離れた目標物が存在する角度幅Δθａとビーム幅θｂとが等しい場合でも、その目標物がレーダ装置３１から或る相対距離以上に遠ざかれば、角度幅Δθａがビーム幅θｂ未満になり、目標物がレーダ装置３１に或る相対距離未満まで近付けば、角度幅Δθａがビーム幅θｂを越える。このため、角度幅Δθａと相対距離Ｒと目標物の大きさとの関係が、相対距離Ｒに応じて変化する。上述の目標物の走査方向の幅を式（４）によって求める場合、角度幅Δθａがビーム幅θｂを充分越える場合には誤差が少ないが、角度幅Δθａがビーム幅未満である場合には誤差がでることがある。この誤差を少なくするために、本実施形態のレーダ装置３１では、相対距離Ｒと基準距離Ｒｔｈとの大小関係に応じて、幅を算出するための式を変更する。これによって、幅の誤差を小さくすることができる。ステップａ１２，ａ１３にいずれかで幅を算出すると、信号処理回路４４の処理動作を終了して、ステップａ１８に進む。
【００６１】
ステップａ１４〜ａ１７，ａ１２の処理は、角度幅Δθａがビーム幅θｂ以上である場合に実行される。図１０は、角度幅Δθａがビーム幅θｂ以上であり、或る相対距離だけレーダ装置から離れた目標物が１つだけ存在する場合の、或る相対距離における反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。このグラフは、図６のグラフを図８で説明した仮想平面によって切断した断面に相当する。
【００６２】
角度幅Δθａがビーム幅θｂ以上であり目標物が１つだけ存在する場合、反射波の受信電界強度の分布を表す曲線の極大点のうち、受信電界強度が雑音レベル以上であるものが複数ある。図１０では、受信電界強度が雑音レベル以上の極大点を、極大点８１，８２であると仮定する。この極大点８１，８２を基準としてステップａ６〜ａ８の処理によって角度幅Δθａ１，Δθａ２を求めた場合、その角度幅Δθａ１，Δθａ２は、どちらもビーム幅θｂ未満である。これは、たとえば反射波の干渉のためである。
【００６３】
再び図７を参照する。ステップａ１４では、信号処理回路４４は、ステップａ６で検出された極大点の近傍にある他の極大点をさらに検出する。これら他の極大点の検出は、たとえば、ステップａ６で検出された極大点に対応する測定角度を中心とする予め定める角度範囲内にわたって行われる。この角度範囲は、たとえばビーム幅θｂと等しい。または、基準角度幅θｃと等しい。ステップａ１５では、信号処理回路４４は、ステップａ６，ａ１４で検出された複数の極大点を、同一の目標物から反射された反射波の受信電界強度を表すものであると見なして、これらの受信電界強度のデータをまとめる。このとき、これら極大点の包絡線を求めても良い。
【００６４】
ステップａ１６，ａ１７では、信号処理回路４４は、目標物の存在する角度幅Δθａを算出する手段として働く。具体的には、まずステップａ１６で、ステップａ１５でまとめられた受信電界強度の極大点を用い、前記角度範囲内の受信電界強度の分布に基づいて、測定角度θＲ，θＬを求める。たとえば、まず、ステップａ６，ａ１４で求められた複数の極大点のうちで受信電界強度が最大であるものを選択する。図１０の例では、極大点８１〜８３のうちから点８１が選択される。次いで、前記角度範囲内の受信電界強度の分布のうちで、選択された極大点の受信電界強度よりも予め定める電界強度ΔＬだけ受信電界強度が小さい点を検出する。図１０の例では、点８５〜８９が検出される。最後に、検出された点のうちで最も外側の２点の角度を、測定角度θＲ，θＬとして取得する。図１０の例では、点８５〜８９のうちで、測定角度が最小の点８５と測定角度が最大の点８９とが選択され、これら２点８５，８９の測定角度が、測定角度θＲ，θＬとして取得される。測定角度θＲ，θＬを求めるとき、極大点８１〜８３の包絡線を求め、この包絡線上で受信電界強度が極大点の受信電界強度よりも電界強度ΔＬだけ受信強度が小さい点９２，９３を検出し、これら点９２，９３に対応する角度を測定角度θＲ，θＬとしてもよい。
【００６５】
ステップａ１７では、信号処理回路４４は、ステップａ１６で求められた測定角度θＲ，θＬを用い、ステップａ１０と同じ式によって、目標物の中心の位置を算出する。ステップａ１７からステップａ１２に進み、ステップａ１６で求められた測定角度θＲ，θＬを用い、式４に基づいて、目標物の大きさを算出する。ステップａ９で角度幅Δθａがビーム幅θｂ以上であると判定された場合にステップａ１１の判定を行わないのは、角度幅Δθａがビーム幅θｂ以上であれば、目標物とレーダ装置３１との相対距離が基準距離Ｒｔｈ以下であると予想されるためである。ステップａ１２で幅を算出すると、信号処理回路４４の処理動作を終了して、ステップａ１８に進む。これによって、反射波に干渉がある場合にも、目標物の大きさおよび位置を正確に求めることができる。
【００６６】
ステップａ１８では、アプリケーション装置４５が判定手段として働き、ステップａ６〜ａ１７の処理によって求められた位置および幅に基づいて、目標物が車両の走行を妨げる可能性がある位置にいるか否かを判定する。目標物が車両の走行の妨げになる場合は、ステップａ１８からステップａ１９に進む。妨げにならない場合は、ステップａ１８からステップａ２０に進み、信号処理動作を終了する。
【００６７】
目標物が車両の走行を妨げるか否かの判定は、たとえば、車両の中心を通り基準方向に平行な仮想軸線を考え、まず、その仮想軸線と目標物の中心の位置との位置関係を調べる。目標物の中心の位置が仮想軸線上にあれば、その目標物は車両の走行を妨げる可能性があると見なす。目標物の中心の位置が仮想軸線から離れた位置にある場合、次いで、その目標物の幅に基づいて、目標物の端部が仮想軸線上に至るか否かを調べる。たとえば、目標物の中心の位置が仮想軸線に極めて近い位置にある場合でも、目標物の幅が中心の位置と仮想軸線との距離未満であれば、その目標物は、車両の走行を妨げない。逆に、目標物の中心の位置が仮想軸線から遠ざかった位置にある場合でも、目標物の幅が中心の位置と仮想軸線との距離以上である場合、目標物の端部が仮想軸線上にくるので、その目標物は車両の走行を妨げる恐れがあるとみなす。このように、本実施形態のレーダ装置３１では、目標物の正確な位置と大きさとが分かっているので、目標物が車両の走行の妨げになるか否かを確実に求めることができる。
【００６８】
また、上述の判定は、目標物と車両との位置関係だけでなく、車両の走行状態、および車両の走行している道路の交通状態を加味して行っても良い。車両の走行状態は、たとえば、車速センサ、ヨーレイトセンサおよびステアリングセンサを含む各種のセンサによって計測された情報に基づいて、求められる。道路の交通状態は、ナビゲーション装置およびそれに備えられたセンサによって計測された情報に基づいて、求められる。
【００６９】
ステップａ１９では、アプリケーション装置４５は、車両の部品を制御して、目標物を回避するための回避動作を行わせる。たとえば、車両に警報機を取付ておき、車両の走行を妨げる目標物があるときは、警報機によって警告音を発生させる。これによって、車両の運転者が車両の走行の妨げとなる目標物があることを認識することができ、車両の走行方向を変更することができる。したがって、車両が目標物に接近する前に、目標物を避けることができる。また、ハンドルのシャフトに電気的に制御可能な動力源を取付け、車両の走行を妨げる目標物があるときには、動力源によってハンドルが回転されて、車両の進行方向を変化させるようにしてもよい。これによって、目標物に車両が接近する前に、目標物を避けることができる。
【００７０】
さらにまた、車両のブレーキに電気的に制御可能な動力源を取付け、車両の走行を妨げる目標物があるときには、動力源によってブレーキを作動させて、車両の走行速度を減少させる。これによって、車両の走行の妨げとなる目標物に車両が急接近することを未然に防止することができる。さらにまた、車両のスロットル弁に電気的に制御可能な動力源を取付け、車両の走行を妨げる目標物があるときには、動力源によってスロットル弁の弁開度を減少させて、車両の走行速度を減少させる。これによっても、車両の走行の妨げとなる目標物に車両が接近することを未然に防止することができる。また、これらの回避動作では、車両が停止する程度まで車両の走行速度を減少させてもよく、また目標物との相対距離が縮まらない程度の速度で目標物を追尾させてもよい。これら４種類の回避動作は例示であり、他の回避動作を行っても良い。また、これらの回避動作は、個別に実行してもよく、一部の動作を組合わせて実行してもよく、すべての動作を同時に実行してもよい。
【００７１】
物体の回避動作が終了するとステップａ２０で信号処理動作を終了する。この一連の動作によって、レーダ装置３１では、送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の位置および大きさを精密に算出することができる。また、送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅を第２の従来技術のレーダ装置よりも広げることによって、従来のレーダ装置と同等の精度で目標物の位置および大きさを算出することができレーダ装置を、容易に小型化することができる。
【００７２】
図７のフローチャートは例示であり、レーダ装置３１の信号処理動作は、図７のフローチャートで説明した動作の一部分だけを実行するようにしてもよい。たとえば、ステップａ９を省略し、ステップａ８の処理終了後、相対距離に拘わらず、ステップａ１０〜ａ１３の動作を実行するようにしてもよい。またこの場合、ステップａ１４〜ａ１７，ａ１２の動作を実行するようにしてもよい。また、ステップａ１１を削除して、ステップａ１０終了後は、ステップａ１２，１３のいずれか一方の動作を実行するようにしてもよい。また、ステップａ４の処理は、レステップａ５の後でまとめて実行するようにしてもよい。さらにまた、アプリケーション装置４５の処理は、上述の回避動作に限らず、他の動作であってもよい。また、レーダ装置３１は、アプリケーション装置の動作に応答して、目標物の位置または大きさだけを算出するようにしてもよい。また、上述のレーダ装置では、ステップａ６〜ａ１９の処理を、信号処理回路４４およびアプリケーション装置４５の演算処理によって行っているが、各ステップの処理動作だけを行う回路を個別に準備して、それらによって個別に行ってもよい。
【００７３】
実施の一形態のレーダ装置３１は本発明のレーダ装置の信号処理方法のの例示であり、主要な動作が等しければ、他の様々な形で実施することができる。特に各回路の詳細な動作は、同じ出力が得られれば、これに限らず他の動作によって実現されてもよい。また、本実施形態のレーダ装置３１は、パルスレーダ装置に限らず、他のレーダ装置によって実現されてもよい。たとえば、ＦＭ−ＣＷレーダ装置によって実現されてもよい。他のレーダ装置によって本実施形態のレーダ装置を実現する場合、図７のフローチャートのうちのステップａ２〜ａ４の処理を、他のレーダ装置によって距離および受信レベルを検出するための手法に変更することによって、実現することができる。またさらに、レーダ装置３１の信号処理方法は、コンピュータの記憶媒体に上述の信号処理方法を実行するためのソフトウエアに記憶させ、このソフトウエアをレーダ装置３１の制御を行うコンピュータにインストールすることによって実現してもよい。この記憶媒体には、ＣＤ−ＲＯＭおよびフロッピーディスクが挙げられる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、相対距離と基準距離とを比較し、相対距離が基準距離以下のとき、目標物の走査方向の大きさを、第１および第２角度の差分である角度幅に基づいて求め、相対距離が基準距離を越えるとき、目標物の走査方向の大きさを、前記角度幅と送信波のビーム幅とに基づいて求める。このように相対距離に応じて算出方法を変更することによって、相対距離に応じた好適な算出方法で、正確に目標物の大きさを求めることができる。したがって送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の大きさを正確に求めることができる。また送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅に広いレーダ装置を用いることが可能であり、レーダ装置を容易に小型化することができる。
【００７６】
また本発明によれば、第１および第２角度の差分である角度幅と、ビーム幅とを比較し、角度幅がビーム幅未満であるとき、第１角度と第２角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求め、角度幅がビーム幅以上であるとき、近傍にある極大点をまとめ、最大の極大点から基準強度だけ受信電界強度が小さい角度のうちの最大角度と最小角度とに基づいて、目標物の位置または大きさを求める。このように第１および第２角度の角度幅とビーム幅との大小関係に応じて算出方法を変更することによって、角度幅とビーム幅との大小関係に応じた好適な算出方法で、正確に目標物の位置または大きさを求めることができる。したがって送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の位置および大きさを正確に求めることができる。また送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅に広いレーダ装置を用いることが可能であり、レーダ装置を容易に小型化することができる。
また本発明によれば、角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の大きさは、最小角度と最大角度との差分に基づいて求める。このようにして目標物の大きさを正確に求めることができる。
また本発明によれば、角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の中心の方向は、基準方向から最小角度および最大角度の中間の角度だけずれた方向として求める。このようにして目標物の中心の方向を正確に求め、目標物の位置を正確に求めることができる。
【００７８】
また本発明によれば、相対距離と基準距離とが比較され、相対距離が基準距離以下のとき、目標物の走査方向の大きさが、第１および第２角度の差分である角度幅に基づいて求められ、相対距離が基準距離を越えるとき、目標物の走査方向の大きさが、前記角度幅と送信波のビーム幅とに基づいて求められる。このように相対距離に応じて算出方法が変更されるので、相対距離に応じた好適な算出方法で、正確に目標物の大きさが求められる。したがって送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の大きさを正確に求めることができる。また送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅に広いレーダ装置を用いることが可能であり、レーダ装置を容易に小型化することができる。
【００７９】
また本発明によれば、第１および第２角度の差分である角度幅と、ビーム幅とが比較され、角度幅がビーム幅未満であるとき、第１角度と第２角度とに基づいて、目標物の位置または大きさが求められ、角度幅がビーム幅以上であるとき、近傍にある極大点がまとめられ、最大の極大点から基準強度だけ受信電界強度が小さい角度のうちの最大角度と最小角度とに基づいて、目標物の位置または大きさが求められる。このように角度幅とビーム幅との大小関係に応じた好適な算出方法で、正確に目標物の位置または大きさを求めることができる。したがって送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の位置および大きさを正確に求めることができる。また送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅に広いレーダ装置を用いることが可能であり、レーダ装置を容易に小型化することができる。
また本発明によれば、角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の大きさは、最小角度と最大角度との差分に基づいて求められる。このようにして目標物の大きさを正確に求めることができる。
また本発明によれば、角度幅がビーム幅以上であるとき、目標物の中心の方向は、基準方向から最小角度および最大角度の中間の角度だけずれた方向として求められる。したがって目標物の位置を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるレーダ装置の信号処理方法を用いたレーダ装置３１の電気的構成を表すブロック図である。
【図２】発振パルス信号と受信パルス信号と遅延パルス信号とを表す波形図である。
【図３】送信および受信アンテナ３３，３４のアンテナ特性を表すグラフである。
【図４】レーダ装置３１を搭載した車両６１と目標物６２，６３との位置関係を表す模式図である。
【図５】レーダ装置３１を搭載した車両６１と目標物６２，６３との位置関係を表す模式図である。
【図６】測定角度と相対距離とをパラメータとする反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。
【図７】レーダ装置３１の信号処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】目標物が存在する角度幅Δθａが送信波のビーム幅θｂ未満である場合、或る相対距離における反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。
【図９】目標物が存在する角度幅Δθａが送信波のビーム幅θｂ未満である場合、或る相対距離における反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。
【図１０】目標物が存在する角度幅Δθａが送信波のビーム幅θｂ以上である場合、或る相対距離における反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。
【図１１】第１の従来技術のレーダ装置を搭載した車両３と目標物７との位置関係を表すグラフである。
【図１２】第１の従来技術のレーダ装置によって受信された反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。
【図１３】第２の従来技術のレーダ装置を搭載した車両３と目標物７との位置関係を表すグラフである。
【図１４】第２の従来技術のレーダ装置によって受信された反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。
【符号の説明】
３１  レーダ装置
３３  送信アンテナ
３４  受信アンテナ
４０  変位回路
４１  レベル検出回路
４３  距離計算回路
４４  信号処理回路
４５  アプリケーション装置
【図１】
0004080042.tif 000003
【図２】
0004080042.tif 000004
【図３】
0004080042.tif 000005
【図４】
0004080042.tif 000006
【図５】
0004080042.tif 000007
【図６】
0004080042.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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