(57)【要約】【課題】他車両の数に応じて符号信号の符号長さを調節することのできるレーダ装置を提供する。【解決手段】カメラで自車両の走行方向を撮像した画像を画像処理することにより他車両の数を計数し、計数した数に基づいて符号信号の符号長さと次数を決定する。決定した符号長さと次数で生成した符号信号を電磁波として空間に放射し、当該符号信号と受信部によって受信された信号との相関を演算することにより、他車両との相対距離などを対象物の情報として算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定範囲以内に存在する対象物を測定するレーダ装置であって、
前記測定範囲以内の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された前記画像に基づき、前記測定範囲以内に存在する他車両の数を他車両数として計数する計数手段と、
前記他車両数に基づいて符号長さを決定し、決定した符号長さの符号信号を生成する符号信号生成手段と、
前記符号信号を電磁波として放射する放射手段とを備える、レーダ装置。
【請求項２】
前記電磁波が対象物で反射した反射波を受信する受信手段と、
前記電磁波として放射される前記符号長さの符号信号と前記反射波との相関を演算する演算手段と、
前記相関が予め定められたしきい値以上となる前記反射波に基づき、当該反射波を反射した前記対象物の情報を算出して測定する算出手段とをさらに備える、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記符号信号生成手段は、２値のＭ系列符号信号を前記符号信号として生成する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記符号信号生成手段は、
前記他車両数と自車両とを合計した数を表現可能な符号長さを算出する符号長さ算出手段と、
前記算出手段によって算出された符号長さの前記Ｍ系列符号信号を生成するための次数を算出する次数算出手段と、
前記次数算出手段によって算出された前記次数の数のシフトレジスタで前記Ｍ系列符号信号を生成するＭ系列符号生成手段とを含む、請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記符号信号生成手段は、２値のＧｏｌｄ系列符号信号を前記符号信号として生成する、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記符号信号生成手段は、
前記他車両数と自車両とを合計した数を表現可能な符号長さを算出する符号長さ算出手段と、
前記算出手段によって算出された符号長さの前記Ｍ系列符号信号を生成するための次数を算出する次数算出手段と、
前記次数算出手段によって算出された前記次数の数のシフトレジスタで前記Ｍ系列符号信号を２つ生成するＭ系列符号生成手段と、
前記Ｍ系列符号生成手段によって生成された２つの前記Ｍ系列符号信号の排他的論理和を演算することにより、前記Ｇｏｌｄ系列符号信号を生成するＧｏｌｄ符号生成手段とを含む、請求項５に記載のレーダ装置。
【請求項７】
放射手段によって放射された電磁波と、受信手段によって受信した反射波とに基づき、測定範囲以内に存在する対象物を測定するレーダ装置で実行される測定方法であって、
前記測定範囲以内の画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおいて撮像された前記画像に基づき、前記測定範囲以内に存在する他車両の数を他車両数として計数する計数ステップと、
前記他車両数に基づいて符号長さを決定し、決定した符号長さの符号信号を生成する符号信号生成ステップと、
前記符号信号を電磁波として放射する放射ステップとを備える、測定方法。
【請求項８】
前記電磁波が対象物で反射した反射波を受信する受信ステップと、
前記電磁波として放射される前記符号長さの符号信号と前記反射波との相関を演算する演算ステップと、
前記創刊が予め定められたしきい値以上となる前記反射波に基づき、当該反射波を反射した前記対象物の情報を算出して測定する算出ステップとをさらに備える、請求項７に記載の測定方法。
【請求項９】
前記符号信号生成ステップにおいて、２値のＭ系列符号信号を前記符号信号として生成する、請求項７に記載の測定方法。
【請求項１０】
前記符号信号生成ステップは、
前記他車両数と自車両とを合計した数を表現可能な符号長さを算出する符号長さ算出ステップと、
前記符号長さ算出ステップにおいて算出された符号長さの前記Ｍ系列符号信号を生成するための次数を算出する次数算出ステップと、
前記次数算出ステップによって算出された前記次数の数のシフトレジスタで前記Ｍ系列符号信号を生成するＭ系列符号生成ステップとを含む、請求項９に記載の測定方法。
【請求項１１】
前記符号信号生成ステップにおいて、２値のＧｏｌｄ系列符号信号を前記符号信号として生成する、請求項７に記載の測定方法。
【請求項１２】
前記符号信号生成ステップは、
前記他車両数と自車両とを合計した数を表現可能な符号長さを算出する符号長さ算出ステップと、
前記符号長さ算出ステップにおいて算出された符号長さの前記Ｍ系列符号信号を生成するための次数を算出する次数算出ステップと、
前記次数算出ステップにおいて算出された前記次数の数のシフトレジスタで前記Ｍ系列符号信号を２つ生成するＭ系列符号生成ステップと、
前記Ｍ系列符号生成ステップにおいて生成された２つの前記Ｍ系列符号信号の排他的論理和を演算することにより、前記Ｇｏｌｄ系列符号信号を生成するＧｏｌｄ符号生成ステップとを含む、請求項１１に記載の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーダ装置に関し、より特定的には、車両などの移動体に搭載されるレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などの移動体に搭載するためのレーダ装置として、送信した送信波が対象物で反射した反射波を受信し、送信波を送信してから反射波を受信するまでの時間や、送信波と反射波との位相差などに基づき、対象物との相対距離や相対速度などの対象物の情報を算出するレーダ装置が実用化されている。このようなレーダ装置として、例えば、特許文献１に記載されている自動車用前方警戒レーダ装置（以下、従来技術と称する）が挙げられる。
【０００３】
従来技術では、他車両のレーダ装置から送信された送信波を自車両のレーダ装置が反射波として受信することによって対象物の誤った情報を算出することを防ぐために、車両に固有の識別符号と送信用擬似雑音信号とを混合した信号を送信波として送信している。より詳細には、従来技術では、車両に固有の識別符号とＰＮ符号との排他的論理和を演算し、演算した符号信号で搬送波を位相変調して、変調した信号を送信波として送信する。そして、反射波を受信すると、従来技術では、受信用ＰＮ符号と反射波との積を演算し、演算結果から識別符号を復調して自車両の識別符号と比較する。従来技術では、復調した識別符号と、自車両の識別符号とが一致したときにのみ、対象物の情報を示すデータを生成する。
【特許文献１】特開平７−８４０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、次に示す課題を有している。上記従来技術では、自車両のレーダ装置が送信した送信波の反射波と他車両から送信された送信波とを識別するときの、識別可能な他車両のレーダ装置の数は、多ければ多いほど誤った送信波を受信する可能性を低くすることができる。しかしながら、識別可能な他車両のレーダ装置の数を多くするためには、識別符号の情報量（ビット数）を増加させなければならない。そして、情報量の多い識別符号に基づいて送信波を生成すると、生成するために必要な電力が多くなり、生成された送信波を１度送信するのに必要な時間及び当該送信波の反射波を１度受信するのに必要な時間もそれぞれ長くなる。
【０００５】
それ故に、本発明は、他車両の数に応じて符号信号の符号長さを調節することのできるレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、以下に述べる特徴を有する。
第１の発明は、測定範囲以内に存在する対象物を測定するレーダ装置であって、測定範囲以内の画像を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像に基づき、測定範囲以内に存在する他車両の数を他車両数として計数する計数手段と、他車両数に基づいて符号長さを決定し、決定した符号長さの符号信号を生成する符号信号生成手段と、符号信号を電磁波として放射する放射手段とを備える。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、電磁波が対象物で反射した反射波を受信する受信手段と、電磁波として放射される符号長さの符号信号と反射波との相関を演算する演算手段と、相関が予め定められたしきい値以上となる反射波に基づき、当該反射波を反射した対象物の情報を算出して測定する算出手段とをさらに備える。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明に従属する発明であって、符号信号生成手段は、２値のＭ系列符号信号を符号信号として生成する。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明に従属する発明であって、符号信号生成手段は、他車両数と自車両とを合計した数を表現可能な符号長さを算出する符号長さ算出手段と、算出手段によって算出された符号長さのＭ系列符号信号を生成するための次数を算出する次数算出手段と、次数算出手段によって算出された次数の数のシフトレジスタでＭ系列符号信号を生成するＭ系列符号生成手段とを含む。
【００１０】
第５の発明は、第１の発明に従属する発明であって、符号信号生成手段は、２値のＧｏｌｄ系列符号信号を符号信号として生成する。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明に従属する発明であって、符号信号生成手段は、他車両数と自車両とを合計した数を表現可能な符号長さを算出する符号長さ算出手段と、算出手段によって算出された符号長さのＭ系列符号信号を生成するための次数を算出する次数算出手段と、次数算出手段によって算出された次数の数のシフトレジスタでＭ系列符号信号を２つ生成するＭ系列符号生成手段と、Ｍ系列符号生成手段によって生成された２つのＭ系列符号信号の排他的論理和を演算することにより、Ｇｏｌｄ系列符号信号を生成するＧｏｌｄ符号生成手段とを含む。
【００１２】
第７の発明は、放射手段によって放射された電磁波と、受信手段によって受信した反射波とに基づき、測定範囲以内に存在する対象物を測定するレーダ装置で実行される測定方法であって、測定範囲以内の画像を撮像する撮像ステップと、撮像ステップにおいて撮像された画像に基づき、測定範囲以内に存在する他車両の数を他車両数として計数する計数ステップと、他車両数に基づいて符号長さを決定し、決定した符号長さの符号信号を生成する符号信号生成ステップと、符号信号を電磁波として放射する放射ステップとを備える。
【００１３】
第８の発明は、第７の発明に従属する発明であって、電磁波が対象物で反射した反射波を受信する受信ステップと、電磁波として放射される符号長さの符号信号と反射波との相関を演算する演算ステップと、創刊が予め定められたしきい値以上となる反射波に基づき、当該反射波を反射した対象物の情報を算出して測定する算出ステップとをさらに備える。
【００１４】
第９の発明は、第７の発明に従属する発明であって、符号信号生成ステップにおいて、２値のＭ系列符号信号を符号信号として生成する。
【００１５】
第１０の発明は、第９の発明に従属する発明であって、符号信号生成ステップは、    他車両数と自車両とを合計した数を表現可能な符号長さを算出する符号長さ算出ステップと、符号長さ算出ステップにおいて算出された符号長さのＭ系列符号信号を生成するための次数を算出する次数算出ステップと、次数算出ステップによって算出された次数の数のシフトレジスタでＭ系列符号信号を生成するＭ系列符号生成ステップとを含む。
【００１６】
第１１の発明は、第７の発明に従属する発明であって、符号信号生成ステップにおいて、２値のＧｏｌｄ系列符号信号を符号信号として生成する。
【００１７】
第１２の発明は、第１１の発明に従属する発明であって、符号信号生成ステップは、他車両数と自車両とを合計した数を表現可能な符号長さを算出する符号長さ算出ステップと、符号長さ算出ステップにおいて算出された符号長さのＭ系列符号信号を生成するための次数を算出する次数算出ステップと、次数算出ステップにおいて算出された次数の数のシフトレジスタでＭ系列符号信号を２つ生成するＭ系列符号生成ステップと、Ｍ系列符号生成ステップにおいて生成された２つのＭ系列符号信号の排他的論理和を演算することにより、Ｇｏｌｄ系列符号信号を生成するＧｏｌｄ符号生成ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、本発明に係るレーダ装置の測定範囲以内に存在する他車両の数に応じて、電磁波として放射する符号信号の符号長さを調節することができるため、１つの符号信号を生成するために必要な電力を節約することができる。
【００１９】
第２の発明によれば、本発明に係るレーダ装置の測定範囲以内に存在する他車両の数に応じて符号長さが調節された符号信号で相関を演算するため、１度の相関の演算に必要な時間を短縮することができる。
【００２０】
第３の発明によれば、自己相関が相対的に高く、他の信号との相関は相対的に低くなるＭ系列符号信号を符号信号として生成するため、他車両に搭載されたレーダ装置から放射された電磁波を受信した反射波に基づき、対象物の情報を誤って算出する可能性を低減することができる。
【００２１】
第４の発明によれば、本発明に係るレーダ装置の測定範囲以内に存在する他車両の数に応じてＭ系列符号を生成するためのシフトレジスタの数を変えることができる。
【００２２】
第５の発明によれば、他の信号との相関が前述のＭ系列符号信号よりもさらに相対的に低くなるＧｏｌｄ系列符号信号を符号信号として生成することができる。
【００２３】
第６の発明によれば、２つのＭ系列符号信号の排他的論理和を演算するだけで、他の信号との相関がＭ系列符号信号よりもさらに相対的に低くなるＧｏｌｄ系列符号を生成することができる。
【００２４】
また、本発明の測定方法によれば、上述した本発明に係るレーダ装置と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るレーダ装置１の機能構成を示す機能ブロック図である。レーダ装置１は、カメラ１０１と、物体検出部１０２と、符号信号生成部１０３と、送信部１０４と、受信部１０５と、相関処理部１０６と、情報算出部１０７とを備える。
【００２６】
カメラ１０１は、典型的には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラである。カメラ１０１は、図２に示すように、自車両の走行方向を撮像可能に自車両のルームミラーに取り付けられる。カメラ１０１は、自車両の走行方向に存在する他車両を含む画像を示す画像データＧｄを生成する。尚、カメラ１０１の取り付け箇所は、ルームミラーに限られるものではなく、自車両の走行方向に存在する他車両を撮像可能であれば、どのような箇所に取り付けられてもよい。また、カメラ１０１の撮像範囲は、自車両の走行方向を撮像できる範囲であってもよいし、本実施形態に係るレーダ装置１の測定範囲以内の画像を撮像できる範囲であってもよい。
【００２７】
物体検出部１０２は、カメラ１０１によって生成された画像データＧｄを取得し、取得した画像データＧｄに対して画像処理をすることにより、当該画像データＧｄが示す画像に撮像されている他車両（レーダ装置１の測定範囲以内に存在する他車両であってもよい）を抽出する。そして、物体検出部１０２は、抽出した他車両の数（以下、他車両数と称する）を計数し、計数した他車両数を示す計数データＮｕｍを生成する。物体検出部１０２が他車両を抽出する手法は、任意の手法を用いて構わない。物体検出部１０２が、他車両を抽出する手法の具体的な一例としては、取得した画像データＧｄに対してエッジ検出処理をすることによって得られた他車両の輪郭に基づき、他車両が存在する画像上の領域を示す矩形形状としてそれぞれ抽出する手法が挙げられる。図３は、カメラ１０１から取得した画像データＧｄによって示される画像に、抽出した矩形形状を重畳して表示したときの画像の一例を示す図である。図３に示す例では、物体検出部１０２によって４つの矩形形状が抽出され、前述の他車両数として４が計数される。
【００２８】
符号信号生成部１０３は、物体検出部１０２によって生成された計数データＮｕｍを取得し、取得した計数データＮｕｍが示す他車両数に基づいて、予め定められた系列の符号信号の符号長さを算出し、算出した符号長さで符号信号Ｆｓを生成する。より詳細には、符号信号生成部１０３が符号信号Ｆｓとして仮に２値のＭ系列の符号信号を生成するように予め定められている場合を想定すると、取得した計数データＮｕｍが示す他車両数を２値のＭ系列符号信号によって表現可能で、且つ、最小の符号長さの次数を算出する。符号長さとは、１つの符号信号Ｆｓを構成するパルスの数である。Ｍ系列符号の符号長さと次数との間には、式（１）に示す関係がある。
【００２９】
【数１】
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【００３０】
式（１）において、Ｎが符号長さであり、ｋが次数である。式（１）に示す関係より、符号信号生成部１０３は、例えば、図３に示すような４の他車両数を示す計数データＮｕｍを取得すると、４を表現可能な符号長さＮとして３を算出する。これは、上述した２値のＭ系列符号信号を符号信号Ｆｓとして生成した信号は、２値のデジタル信号と同様に考えることができ、さらに、式（１）から明らかなようにＭ系列符号信号の符号長さＮは奇数となるためである。すなわち、４を表現可能なデジタル信号の符号長さＮ（デジタル信号におけるビット数）は２であるが、符号長さＮは奇数でなければならないため、符号信号生成部１０３は、取得した計数データＮｕｍが示す他車両数４を表現可能であり、且つ、最小の奇数の符号長さＮとして３を算出する。
【００３１】
また、算出された符号長さＮが、他車両数が相対的に少ないために１という短い符号長さになり、生成される符号信号が実質的に符号信号とならないときのために、符号長さＮの下限として３を予め設定しておいてもよい。そして、符号信号生成部１０３は、算出した符号長さＮが１であるときは、予め設定されている下限の３以上の符号長さで符号信号Ｆｓを生成してもよい。尚、他の系列の符号信号Ｆｓを生成する場合は、符号長さＮを必ずしも奇数としなくてもよい。
【００３２】
符号信号生成部１０３は、符号長さＮを算出すると、算出した符号長さＮと式（１）に基づいて次数ｋを算出する。次数ｋは、複数のシフトレジスタで構成された既知のＭ系列符号発生器におけるシフトレジスタの数に相当する。符号信号生成部１０３は、次数ｋを算出すると、内部に備えている複数のシフトレジスタの中から次数ｋの数だけのシフトレジスタを用いて、２値のＭ系列符号信号をパルス信号として生成する。また、符号信号生成部１０３は、符号長さＮを算出すると、算出した符号長さＮを示す情報を生成する。
【００３３】
尚、符号信号生成部１０３の構成は複数のシフトレジスタを内部に備えているものに必ずしも限られるものではなく、ｋ個のシフトレジスタで構成されたＭ系列符号発生器によって生成した信号と同じ信号を生成することが可能であれば、どのような構成であってもよい。具体的な他の一例としては、複数のシフトレジスタからなるＭ系列符号発生器をシミュレートしたプログラムを予め記憶部（図示せず）に記憶しておき、当該プログラムにおけるシフトレジスタの数として算出した次数ｋの数で当該プログラムを実行するＩＣ、ＬＳＩ、及びＣＰＵなどで構成されたマイクロコンピュータであってもよい。
【００３４】
図４は、符号信号生成部１０３によって生成される符号信号Ｆｓの一例を示す図である。符号信号生成部１０３は、符号長さＮで定まる時間長さｔａの１つの符号信号Ｆｓを時間間隔ｔｂが到来するたびに生成する。図４に示す時間ｔｂは、所望の相対距離の最小測定範囲を得られるのであれば、どのような時間間隔であってもよいし、空間における電磁波の伝搬速度と相対距離の最大測定範囲とに基づいて定められる時間であってもよい。これは、本実施形態に係るレーダ装置１は、送信部１０４から電磁波として放射した符号信号Ｆｓが最大測定範囲の相対距離で反射した反射波を受信部１０５が反射信号Ｈｓとして受信するまでの期間において、電磁波として放射した符号信号Ｆｓと反射信号Ｈｓとの相関を相関処理部１０６で繰り返して演算するためである。
【００３５】
尚、符号信号生成部１０３が生成する符号信号Ｆｓの系列はＭ系列に限られるものではなく、Ｍ系列符号と同様に擬似雑音符号（ＰＮ（Pseudo Noise）系列符号）の一種であるＧｏｌｄ系列符号などを２値の符号信号Ｆｓとして生成してもよい。Ｇｏｌｄ系列符号信号を生成する手法は任意の手法を用いて構わないが、例えば、同じ符号長さの２つのＭ系列符号信号の排他的論理和を演算してＧｏｌｄ系列符号を生成する手法が具体的な一例として挙げられる。本実施形態では、符号信号生成部１０３が２値のＭ系列符号信号を生成する場合を一例として説明を続ける。
【００３６】
送信部１０４は、時間間隔ｔｂが到来するたびに符号信号生成部１０３によって生成される符号信号Ｆｓを電磁波として空間に放射する。
【００３７】
受信部１０５は、送信部１０４によって放射された電磁波が対象物（例えば、他車両など）で反射した反射波を反射信号Ｈｓとして受信する。
【００３８】
相関処理部１０６は、符号信号生成部１０３によって生成された符号信号Ｆｓと、受信部１０５によって受信された反射信号Ｈｓとの相関を算出する。
【００３９】
より詳細には、相関処理部１０６は、符号信号生成部１０３によって算出された符号長さＮを示す情報を取得する。そして、相関処理部１０６は、符号信号Ｆｓが電磁波として放射されてから、時間ｔｂが経過するまで、当該符号信号Ｆｓと受信部１０５によって受信される反射信号Ｈｓとの相関を繰り返し演算する。
【００４０】
相関処理部１０６は、演算した相関に基づき、符号信号Ｆｓが放射されてから、当該符号信号Ｆｓの反射信号Ｈｓを受信したと判断すると、反射信号Ｈｓを受信したことを示す情報を生成する。このとき、相関処理部１０６は、符号信号Ｆｓが放射されてから、当該符号信号Ｆｓの反射信号Ｈｓを受信するまでの時間間隔ｔｄを算出する。
【００４１】
より詳細には、相関処理部１０６は、符号信号生成部１０３によって生成された１つの符号信号Ｆｓと、受信部１０５によって受信された反射信号Ｈｓとの同期を、取得した情報が示す符号長さＮで取りながら（位相を一致させながら）、混合器（図示せず）で混合した信号のレベルを相関として演算する。前述の符号信号Ｆｓとして生成したＭ系列符号信号は、自己相関が相対的に高く、他の信号との相関は相対的に低くなる擬似雑音信号と呼ばれる信号の一種である。したがって、相関処理部１０６が図示しない混合器で混合した信号のレベルは、符号信号生成部１０３によって生成された符号信号Ｆｓが対象物で反射した反射信号Ｈｓを混合したときにピーク値（極大値）を生じ、その他の信号を反射信号Ｈｓとして混合したときには相対的に低くなる。
【００４２】
つまり、相関処理部１０６は、図示しない混合器で符号信号Ｆｓと反射信号Ｈｓとを混合した信号のレベルがピーク値（極大値）を生じたか否かを判断することで、符号信号生成部１０３によって生成された符号信号Ｆｓが対象物で反射した反射信号Ｈｓを受信したか否かを判断することができる。相関処理部１０６は、受信部１０５によって受信された反射信号Ｈｓと混合する時間の遅延量を漸増させながら、符号信号生成部１０３によって生成された符号信号Ｆｓを混合する。そして、混合した信号のレベルがピーク値（極大値）を生じたときに、当該符号信号Ｆｓの反射信号Ｈｓを受信したと判断し、反射信号Ｈｓを受信したことを示す受信情報Ｊｊを生成し、さらに、反射信号を受信したと判断したときの前述の時間の遅延量を前述の時間間隔ｔｄとして算出する。尚、相関処理部１０６は、図示しない混合器で符号信号Ｆｓと反射信号Ｈｓとを混合した信号のレベルがピーク値を生じたか否かだけでなく、混合した信号のレベルが予め定めたしきい値以上となったか否かを判断することで、符号信号生成部１０３によって生成された符号信号Ｆｓが対象物で反射した反射信号Ｈｓを受信したか否かを判断してもよい。
【００４３】
また、相関処理部１０６は、時間間隔ｔｂの開始タイミングが到来してから、前述の遅延量をゼロから漸増させていき、時間間隔ｔｂの終了タイミングが到来したときに、当該遅延量をゼロにリセットして、相関の演算を続ける。遅延量を漸増させるときの１度の増加量は、符号信号Ｆｓのチップ長さの２分の１以下であることが好ましい。
【００４４】
情報算出部１０７は、相関処理部１０６によって生成された受信情報Ｊｊを取得すると、時間間隔ｔｄを相関処理部１０６から取得し、空間における電磁波の伝搬速度と当該時間間隔ｔｄとの関係に基づき、相関のピーク値（極大値）を生じた反射信号Ｈｓを反射した対象物との相対距離を算出する。
【００４５】
以上が、本実施形態に係るレーダ装置１の図１に示す各機能ブロックの説明である。次に、本実施形態に係るレーダ装置１の処理を図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４６】
ステップＳ１０１において、レーダ装置１は、カメラ１０１で画像を撮像して画像データＧｄを生成する。レーダ装置１は、ステップＳ１０１の処理を完了すると、ステップＳ１０２へ処理を進める。
【００４７】
ステップＳ１０２において、レーダ装置１は、物体検出部１０２で画像データＧｄを上述したように処理して、当該画像データＧｄが示す画像に撮像されている他車両の数を計数した数を示す計数データＮｕｍを生成する。レーダ装置１は、ステップＳ１０２の処理を完了すると、ステップＳ１０３へ処理を進める。
【００４８】
ステップＳ１０３において、レーダ装置１は、物体検出部１０２で計数データＮｕｍを取得して、当該データが示す他車両数に基づいて、符号信号生成部１０３で生成する符号信号Ｆｓの次数ｋを上述したように算出する。レーダ装置１は、ステップＳ１０３の処理を完了すると、ステップＳ１０４へ処理を進める。尚、ステップＳ１０３において、レーダ装置１は、次数ｋを算出するために算出された符号長さＮが１のときは、上述したように下限の符号長さ３、又は３以上の予め定められた符号長さＮで次数ｋを算出する。
【００４９】
ステップＳ１０４において、レーダ装置１は、ステップＳ１０３において算出した次数ｋの符号信号Ｆｓを符号信号生成部１０３で生成し、送信部１０４から電磁波として放射すると同時に相関処理部１０６の遅延量をリセットする。レーダ装置１はステップＳ１０４の処理を完了すると、ステップＳ１０５へ処理を進める。
【００５０】
ステップＳ１０５において、レーダ装置１は、相関処理部１０６で上述した相関の演算をして、ステップＳ１０４において放射した電磁波が対象物で反射された反射信号Ｈｓを受信したか否かを判断し、受信したと判断したときに受信情報Ｊｊを生成する。レーダ装置１は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、ステップＳ１０６へ処理を進める。
【００５１】
ステップＳ１０６において、レーダ装置１は、受信情報Ｊｊを相関処理部１０６から取得すると、さらに、相関処理部１０６によって算出された時間間隔ｔｄを取得して、対象物との相対距離を対象物の情報として算出する。レーダ装置１は、対象物との相対距離を算出すると、算出した情報を示す対象物データを生成する。レーダ装置１は、ステップＳ１０６の処理を完了すると、ステップＳ１０７へ処理を進める。
【００５２】
ステップＳ１０７において、レーダ装置１は、ステップＳ１０４で符号信号Ｆｓが電磁波として放射されてから、時間ｔｂが経過したか否かを判断する。レーダ装置１は、ステップＳ１０７において、時間ｔｂが経過したと判断したとき、ステップＳ１０１へ処理を戻す。一方、レーダ装置１は、ステップＳ１０７において、時間ｔｂが経過していないと判断したとき、ステップＳ１０５へ処理を戻す。
【００５３】
以上が、本実施形態に係るレーダ装置１の処理の説明である。次に、図５を参照しながら本実施形態に係るレーダ装置１によって得られる効果について説明する。
【００５４】
図６は、本実施形態に係るレーダ装置１によって電磁波として空間に放射される符号信号と、従来技術によって電磁波として空間に繰り返し放射される予め定められた符号長さの符号信号とを比較する図である。図６に示されているように、１度目に空間に放射する符号信号は、レーダ装置１及び従来技術のいずれによって生成されても符号長さは７である。そして、２度目に空間に放射される符号信号は、レーダ装置１が上述した処理をすることにより符号長さ３で生成されて放射されているのに対して、従来技術では１度目に放射した符号信号と同じ符号長さ７の符号信号を放射している。
【００５５】
本実施形態に係るレーダ装置１は、カメラ１０１によって撮像された画像に基づいて他車両数を計数し、計数した他車両数に応じて符号信号の符号長さＮを調節する。したがって、本実施形態に係るレーダ装置１によれば、図６から明らかなように、１度目の符号信号に対して符号長さが４だけ短い２度目の符号信号を電磁波として放射することができ、従来技術と比較して１つの符号信号を生成するための電力を節約することができる。また、本実施形態に係るレーダ装置１によれば、他車両数に応じて１つの符号信号の符号長さを調節するため、１つの符号信号の送信時間及び受信時間を短くすることができ、相関処理部１０６が相関を１度演算するために必要な時間を短縮することができる。
【００５６】
また、本実施形態に係るレーダ装置１は、Ｍ系列符号信号を符号信号Ｆｓとして生成して反射信号との相関を演算するため、他のレーダ装置から放射された電磁波、或いは雑音などを反射信号Ｈｓとして受信したときには相関が低く、本実施形態に係るレーダ装置１の送信部１０４から放射された電磁波を反射信号Ｈｓとして受信したときにだけ相関が高くなる。つまり、本実施形態に係るレーダ装置１は、相関がピーク値（極大値）を生じたか否かを判断することにより、測定範囲以内に存在する他のレーダ装置から放射された電磁波を反射信号Ｈｓとして受信して対象物の誤った情報を算出する可能性を低減することができる。
【００５７】
尚、本実施形態に係るレーダ装置１は、ミリ波と呼ばれる周波数帯域の電磁波を送信部１０４から放射してもよい。また、本実施形態に係るレーダ装置１は、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）と呼ばれる広帯域な周波数帯域の電磁波を送信部１０４から放射してもよい。
【００５８】
また、上述した第１の実施形態の説明では、レーダ装置１が２値の符号信号をパルス信号として放射して対象物との相対距離を測定する場合を一例として説明した。しかしながら、本発明に係るレーダ装置１は、相対距離だけでなく、対象物の情報として対象物との相対速度をドップラーシフトのシフト量に基づいて算出するレーダ装置にも適用可能である。
【００５９】
レーダ装置１が対象物との相対速度を測定するときは、ドップラーシフトのシフト量を算出するために、予め定められた周波数の基準信号を符号信号で変調した変調信号を送信部１０４から放射する。基準信号を変調する手法は任意の手法を用いて構わないが、例えば、Ｍ系列の符号信号などの２値の符号信号で基準信号を変調するときは、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）、或いはＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）などの手法で基準信号を変調してもよい。この場合、相関処理部１０６は、符号信号ではなく変調信号と反射信号との相関を上述したように演算する。
【００６０】
そして、情報算出部１０７は、反射信号を受信したことを示す情報を相関処理部１０６から取得したときに、前述の時間間隔と、当該時間間隔で受信した反射信号と、当該反射信号との相関の演算に用いられた変調信号とを相関処理部１０６から取得する。情報算出部１０７は、取得した時間間隔と空間における電磁波の伝搬速度との関係に基づき、当該反射信号を反射した対象物との相対距離を算出する。さらに、情報算出部１０７は、取得した変調信号と反射信号とに基づき、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理などをすることにより得られるドップラーシフトのシフト量に基づき、当該反射信号を反射した対象物との相対速度を算出する。レーダ装置１が対象物との相対速度を測定するときは、予め定められた周波数を有する基準信号を符号信号で変調して空間に放射するため、空間に放射される電磁波は位相を有する電磁波となり、情報算出部１０７がＦＦＴ処理をしてドップラーシフトのシフト量を算出することができる。
【００６１】
また、相関処理部１０６が相関を演算するときに送信信号と反射信号との同期、或いは変調信号と反射信号との同期を取るための手法は、任意の既知の手法を用いて構わない。具体的な一例としては、従来知られているマッチドフィルターなどの手法で符号信号と反射信号との相関、或いは変調信号と反射信号との相関を演算してもよい。
【００６２】
また、第１の実施形態では、パルス信号で対象物の情報を算出する手法、すなわち、パルスペア方式やパルスドップラー方式に適用できる手法を一例として説明をした。しかしながら、本発明に係るレーダ装置１が対象物の情報を算出する手法は、パルス信号で対象物の情報を算出するパルスペア方式やパルスドップラー方式などに限られず、前述の基準信号の周波数を周期的に変化させて対象物の情報を算出するＦＭ−ＣＷ方式など、連続した波形の連続信号で対象物の情報を算出する手法にも適用可能なのはいうまでもない。
【００６３】
また、本発明に係るレーダ装置１は、対象物との相対距離や相対速度に加えて、対象物の存在する水平方向の角度を対象物の情報として算出するレーダ装置にも適用可能である。本発明に係るレーダ装置１が対象物の存在する水平方向の角度を算出するときは、少なくとも２つの受信部１０５を予め定められた間隔で水平方向に配置する。そして、送信部１０４から前述の変調信号を電磁波として放射し、２つの受信部１０５で受信されたそれぞれの反射信号に対してＦＦＴ処理などをすることによって算出した位相差、或いはレベルの差に基づいて対象物の存在する水平方向の角度を算出してもよい。位相差に基づいて対象物の存在する水平方向の角度を算出する手法は、位相比較モノパルス方式として知られ、レベルの差に基づいて対象物の存在する水平方向の角度を算出する手法は、振幅比較モノパルス方式として知られている。
【００６４】
また、第１の実施形態では、符号信号を電磁波として放射するたびに算出した符号長さＮで符号信号を生成するものとしたが、同じ符号長さＮの符号信号、或いは同じパターンの符号信号を予め定められた回数だけ放射した後、新たに算出した符号長さＮで新たな符号信号を生成してもよい。
【００６５】
また、上述したレーダ装置１の処理は、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実施可能な所定のプログラムデータが、ＣＰＵ或いはマイクロコンピュータなどによって解釈実行されることで実現されてもよい。ＣＰＵとは、自動車などの移動体に搭載されるＥＣＵ（Electric Control Unit）を構成するＣＰＵなどであってもよい。また、この場合、プログラムデータは、記憶媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記憶媒体上から直接実行されてもよい。尚、記憶媒体とは、ＲＯＭやＲＡＭやフラッシュメモリなどの半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスクなどの磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤやＢＤなどの光ディスクメモリ、及びメモリカードなどであってもよい。また、上述したレーダ装置１のそれぞれの機能構成は、電子回路で実現されてもよい。さらに、上述したレーダ装置１の機能構成は、それぞれ電子回路、ＣＰＵ、及びマイクロコンピュータなどを適宜組み合わせて実現してもよい。
【００６６】
また、上述したカメラ１０１は、画像データＧｄをアナログ信号として生成してもよいし、デジタル信号として生成してもよい。そして、物体検出部１０２は、取得した画像データＧｄがアナログ信号であるときは、可能であればアナログ信号のまま上述した処理をしてもよいし、図示しないＡＤコンバータでデジタル信号へ変換してから上述した処理をしてもよい。また、相関処理部１０６、及び情報算出部１０７のそれぞれは、取得した信号を可能であればアナログ信号として上述した処理をしてもよいし、図示しないＡＤコンバータでデジタル信号へ変換してから上述した処理をしてもよい。
【００６７】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、他車両の数に応じて符号信号の符号長さを調節することのできるレーダ装置を提供でき、例えば、車両などの移動体に搭載されるレーダ装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１の実施形態に係るレーダ装置の機能ブロック図
【図２】第１の実施形態におけるカメラの取り付け箇所の一例を説明する図
【図３】他車両を抽出する手法の一例を説明する図
【図４】第１の実施形態に係る符号信号の一例を説明する図
【図５】第１の実施形態に係るレーダ装置の処理を示すフローチャート
【図６】第１の実施形態における符号信号と従来技術における符号信号とを対比する図
【符号の説明】
【００７０】
１    レーダ装置
１０１    カメラ
１０２    物体検出部
１０３    符号信号生成部
１０４    送信部
１０５    受信部
１０６    相関処理部
１０７    情報算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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