(57)【要約】【課題】低い演算負荷で測定範囲の対象物との相対速度や相対距離などを測定することができるレーダー装置を提供する。【解決手段】測定範囲内に存在する対象物で反射した反射波のレベルを予め定めた閾値と比較する。そして、予め定めた閾値以上となる反射波のみに基づいて対象物との相対距離として測定し、当該反射波をフーリエ変換処理することによってドップラー周波数を算出し、算出したドップラー周波数に基づいて対象物との相対速度を算出する。【選択図】図１
2009192427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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された反射波とに基づき対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ測定するレーダー装置であって、
前記反射波が予め定めた閾値以上となるか否かに基づいて前記対象物との相対距離を測定する距離測定手段と、
前記反射波が前記閾値以上のレベルとなったとき、当該反射波に対してフーリエ変換処理をすることにより、前記対象物との相対速度を測定する速度測定手段とを備える、レーダー装置。
【請求項２】
前記放射手段は、予め定められた間隔で前記電磁波を放射し、
前記受信手段は、マッチドフィルター方式を用いて、探索対象とする探索深度を測定範囲の一端から他端まで切り換え、切り換えた探索深度にそれぞれ対応し、前記対象物で反射された反射波を受信する、請求項１に記載のレーダー装置。
【請求項３】
相対距離が測定された前記対象物にそれぞれ対応し、当該相対距離をそれぞれ中心とする予め定められた長さの距離範囲を設定する距離範囲設定手段をさらに備え、
前記受信手段は、前記距離範囲設定手段によって設定されたそれぞれの距離範囲の一端から他端まで、探索対象とする探索深度を切り換え、切り換えた探索深度にそれぞれ対応する前記反射波を受信し、
前記距離測定手段は、前記受信手段によって受信され、前記閾値以上となる前記反射波にそれぞれ対応する探索深度を相対距離として測定し、測定した相対距離と、当該相対距離を含む前記距離範囲に対応する前記対象物とをそれぞれ対応付けることにより、前記対象物の相対距離を更新する、請求項２に記載のレーダー装置。
【請求項４】
相対速度が測定された前記対象物にそれぞれ対応し、当該相対速度をそれぞれ中心とする予め定められた速度範囲を設定する速度範囲設定手段と、
前記受信手段によって受信され、前記閾値以上となる反射波を全て加算した加算信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段によって生成された前記加算信号に対してフーリエ変換処理をすることによって得られたドップラー周波数に基づき、前記加算信号に含まれる反射波を反射した全ての対象物の相対速度を算出し、前記速度範囲に含まれる当該相対速度を当該速度範囲に対応する前記対象物の相対速度として測定する速度再測定手段とをさらに備える、請求項３に記載のレーダー装置。
【請求項５】
前記受信手段は、さらに、前記測定範囲の遠方側の一端から予め定められた長さの検知範囲まで探索対象とする探索深度を切り換え、切り換えた探索深度にそれぞれ対応する前記反射波を受信し、
前記距離測定手段は、前記受信手段によって受信され、前記閾値以上のレベルとなる反射波にそれぞれ対応する探索深度の内、前記検知範囲に含まれる探索深度を、前記測定範囲内に現れた新たな対象物との相対距離として測定し、
前記受信手段によって受信され、前記閾値以上となる前記反射波の内、前記検知範囲に含まれる探索深度に対応する反射波に対してフーリエ変換処理することによって得られるドップラー周波数に基づき、前記新たな対象物の相対速度を測定する新規速度測定手段をさらに備える、請求項３乃至４のいずれか１つに記載のレーダー装置。
【請求項６】
前記速度再測定手段により前記対象物の少なくともいずれか１つに複数の相対速度が対応付けられたとき、複数の相対速度が対応付けられた当該対象物で反射された反射波をそれぞれ個別にフーリエ変換処理することにより、当該対象物の相対速度をそれぞれ測定する速度分割手段と、
前記複数の相対速度が対応付けられた対象物の相対速度を、前記速度分割手段によって測定された相対速度に更新する速度更新手段とをさらに備える、請求項４に記載のレーダー装置。
【請求項７】
前記距離測定手段により、前回測定された相対距離と次に測定された相対距離とを比較することにより、前記対象物との相対速度の符号を判別する請求項１、３及び５のいずれか１つに記載のレーダー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーダー装置に関し、より特定的には自動車等の移動体に搭載されるレーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両によって引き起こされる事故などを防止するために、車両の周囲の対象物を測定するレーダー装置が開発され、実用化されている。このようなレーダー装置として、例えば、特許文献１に記載されるようなパルスドップラー方式を採用したレーダー装置が挙げられる。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、パルスドップラー方式を採用したレーダー装置において、対象物で反射した反射波をＮ個のフィルタを介して受信し、フィルタを介した反射波をＭ個のＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）演算手段を備えるパルスドップラーレーダー装置である。これにより、特許文献１に記載の技術では、隣り合うフィルタの境界で生じる特性の劣化を低減し、対象物の相対速度が変化したときでも検出確率を一定に保つことができる。
【特許文献１】特開昭６１−２００４８８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、上記特許文献１に記載の技術は、以下のような課題を有している。すなわち、特許文献１に記載の技術では、測定範囲内を全て測定するために、複数のＦＦＴ演算手段を用いて演算処理をしなければならない。つまり、特許文献１に記載の技術では、複数のＦＦＴ演算手段を用いるため、ＦＦＴ演算の負荷が高くなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、低い演算負荷で対象物との相対速度や相対距離などを測定することができるレーダー装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、以下に示すような特徴を有する。
第１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された反射波とに基づき対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ測定するレーダー装置であって、反射波が予め定めた閾値以上となるか否かに基づいて対象物との相対距離を測定する距離測定手段と、反射波が閾値以上のレベルとなったとき、当該反射波に対してフーリエ変換処理をすることにより、対象物との相対速度を測定する速度測定手段とを備える。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、放射手段は、予め定められた間隔で電磁波を放射し、受信手段は、マッチドフィルター方式を用いて、探索対象とする探索深度を測定範囲の一端から他端まで切り換え、切り換えた探索深度にそれぞれ対応し、対象物で反射された反射波を受信する。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、相対距離が測定された対象物にそれぞれ対応し、当該相対距離をそれぞれ中心とする予め定められた長さの距離範囲を設定する距離範囲設定手段をさらに備え、受信手段は、距離範囲設定手段によって設定されたそれぞれの距離範囲の一端から他端まで、探索対象とする探索深度を切り換え、切り換えた探索深度にそれぞれ対応する反射波を受信し、距離測定手段は、受信手段によって受信され、閾値以上となる反射波にそれぞれ対応する探索深度を相対距離として測定し、測定した相対距離と、当該相対距離を含む距離範囲に対応する対象物とをそれぞれ対応付けることにより、対象物の相対距離を更新する。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、相対速度が測定された対象物にそれぞれ対応し、当該相対速度をそれぞれ中心とする予め定められた速度範囲を設定する速度範囲設定手段と、受信手段によって受信され、閾値以上となる反射波を全て加算した加算信号を生成する信号生成手段と、信号生成手段によって生成された加算信号に対してフーリエ変換処理をすることによって得られたドップラー周波数に基づき、加算信号に含まれる反射波を反射した全ての対象物の相対速度を算出し、速度範囲に含まれる当該相対速度を当該速度範囲に対応する対象物の相対速度として測定する速度再測定手段とをさらに備える。
【００１０】
第５の発明は、第３乃至第４のいずれか１つの発明において、受信手段は、さらに、測定範囲の遠方側の一端から予め定められた長さの検知範囲まで探索対象とする探索深度を切り換え、切り換えた探索深度にそれぞれ対応する反射波を受信し、距離測定手段は、受信手段によって受信され、閾値以上のレベルとなる反射波にそれぞれ対応する探索深度の内、検知範囲に含まれる探索深度を、測定範囲内に現れた新たな対象物との相対距離として測定し、受信手段によって受信され、閾値以上となる反射波の内、検知範囲に含まれる探索深度に対応する反射波に対してフーリエ変換処理することによって得られるドップラー周波数に基づき、新たな対象物の相対速度を測定する新規速度測定手段をさらに備える。
【００１１】
第６の発明は、第４の発明において、速度再測定手段により対象物の少なくともいずれか１つに複数の相対速度が対応付けられたとき、複数の相対速度が対応付けられた当該対象物で反射された反射波をそれぞれ個別にフーリエ変換処理することにより、当該対象物の相対速度をそれぞれ測定する速度分割手段と、複数の相対速度が対応付けられた対象物の相対速度を、速度分割手段によって測定された相対速度に更新する速度更新手段とをさらに備える。
【００１２】
第７の発明は、第１、３及び５のいずれか１つの発明において、距離測定手段により、前回測定された相対距離と次に測定された相対距離とを比較することにより、対象物との相対速度の符号を判別する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低い演算負荷で測定範囲の対象物との相対速度や相対距離などを測定することができるレーダー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るレーダー装置１の概略構成を示すブロック図である。レーダー装置１は、基準信号発生部１０１、分岐部１０２、第１の開閉部１０３、放射部１０４、受信部１０５、第２の開閉部１０６、混合部１０７、フィルタ部１０８及び制御処理部１０９を備える。
【００１５】
基準信号発生部１０１は、予め定められた周波数の第１の基準信号Ｒｆ１を生成する。
【００１６】
分岐部１０２は、基準信号発生部１０１によって生成された第１の基準信号Ｒｆ１を第１の開閉部１０３及び第２の開閉部１０６へそれぞれ分岐する。尚、分岐部１０２から第１の開閉部１０３へ分岐される信号を第２の基準信号Ｒｆ２とし、分岐部１０２から第２の開閉部１０６へ分岐される信号を第３の基準信号Ｒｆ３とする。
【００１７】
第１の開閉部１０３は、分岐部１０２と放射部１０４とを結ぶ回路の開閉状態を制御処理部１０９から与えられる指示のタイミングで切り換える。そして、第１の開閉部１０３は、回路の開閉状態を切り換えることによって第２の基準信号Ｒｆ２の波形を間欠的にした波形の信号をそれぞれ送信信号Ｓｓとして生成する。
【００１８】
放射部１０４は、第１の開閉部１０３によって生成された送信信号Ｓｓを電磁波として放射する。
【００１９】
受信部１０５は、放射部１０４から放射された電磁波が、対象物で反射した反射波Ｈｓを受信する。
【００２０】
第２の開閉部１０６は、分岐部１０２と混合部１０７とを結ぶ回路の開閉状態を制御処理部１０９から与えられる指示のタイミングで切り換える。そして、第２の開閉部１０６は、回路の開閉状態を切り換えることによって第３の基準信号Ｒｆ３の波形を間欠的にしたそれぞれの波形の信号をそれぞれ被混合信号Ｈｋとして生成する。
【００２１】
混合部１０７は、受信部１０５によって受信された反射波Ｈｓと、第２の開閉部１０６によって生成された被混合信号Ｈｋとを混合して混合信号Ｋｓを生成する。
【００２２】
フィルタ部１０８は、混合部１０７によって生成された混合信号Ｋｓの内、予め定められた帯域幅の信号のみを通過信号Ｔｓとして通過させる。
【００２３】
制御処理部１０９は、第１の開閉部１０３及び第２の開閉部１０６に対して、それぞれが必要なタイミングで回路の開閉状態を切り換えるように指示を与える。また、制御処理部１０９は、フィルタ部１０８を通過した通過信号Ｔｓに対してフーリエ変換処理をする。そして、制御処理部１０９は、フィルタ部１０８を通過した通過信号Ｔｓに基づき、対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ測定する。制御処理部１０９の詳細な動作の説明については後述する。
【００２４】
以上が、本実施形態に係るレーダー装置１の各構成要素の説明である。次に、制御処理部１０９の詳細な動作について説明をする。始めに、レーダー装置１が対象物との相対距離を測定する方法について説明をする。
【００２５】
図２Ａ及び図２Ｂのそれぞれは、本実施形態において、それぞれの信号が生成又は受信されるタイミングを示すタイミングチャートである。より具体的には、図２Ａに示す（ａ）は、第１の開閉部１０３によって送信信号Ｓｓがそれぞれ生成されるタイミングを示す。放射部１０４から電磁波がそれぞれ放射されるタイミングは、図２Ａの（ａ）に示されるタイミングと同じである。また、図２Ａに示す（ｂ）は、第２の開閉部１０６によって被混合信号Ｈｋがそれぞれ生成されるタイミングを示す。また、図２Ａに示す（ｃ）は、受信部１０５によって反射波Ｈｓが受信されるタイミングを示す。また、図２Ａに示す（ｄ）は、混合信号Ｋｓのレベル、すなわち、被混合信号Ｈｋと反射波Ｈｓとの相関を示す。また、図２Ｂに示す（ｅ）は、図２Ａに示す（ｃ）に示すタイミングと後述するレンジビンとの対応を示す図である。
【００２６】
レーダー装置１は、図２Ａの（ａ）に示すように放射間隔Ｈｋの開始タイミングが到来する度に持続時間Ｐｈの電磁波を放射部１０４から放射する。より詳細には、制御処理部１０９は、放射間隔Ｈｋの開始タイミングが到来する度に、第１の開閉部１０３に対して持続時間Ｐｈだけ回路を閉状態にする指示を与える。そして、制御処理部１０９は、第１の開閉部１０３によって回路が閉状態にされてから持続時間Ｐｈが経過すると、第１の開閉部１０３に対して回路を開状態にする指示を与える。これによって、分岐部１０２によって分岐された第２の基準信号Ｒｆ２の波形を図２Ａの（ａ）に示すように間欠的にした波形の送信信号Ｓｓが生成される。
【００２７】
また、制御処理部１０９は、第１の開閉部１０３に対して回路を閉状態にする指示を与えてから予め定められた遅延時間が経過する度に、持続時間Ｂｈだけ回路を閉状態にする指示を第２の開閉部１０６に対して与える。この遅延時間は、放射部１０４から電磁波が放射される度に図２Ａの（ｂ）に示すように遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４まで変化する。
【００２８】
遅延時間の変化を図２Ａに示す（ｂ）を参照しながら具体的に説明すると、始めに放射部１０４から電磁波が放射されたときの遅延時間はｔｄ１となる。そして、放射部１０４から２度目の電磁波が放射されたときの遅延時間はｔｄ１の２倍の長さのｔｄ２となる。また、放射部１０４から３度目の電磁波が放射されたときの遅延時間はｔｄ１の３倍の長さのｔｄ３となる。また、放射部１０４から４度目の電磁波が放射されたときの遅延時間はｔｄ１の４倍の長さのｔｄ４となる。そして、本実施形態では、放射部１０４から４度目の電磁波が放射されると遅延時間がｔｄ１の長さに戻る。尚、遅延時間がｔｄ４からｔｄ１に戻るタイミングは、１度目の電磁波の放射を開始してから周期Ｔが経過したときでもある。以下、１つの周期Ｔのことを１フレームと称する。
【００２９】
ここで、例えば、放射部１０４から２度目の電磁波が放射されてから、遅延時間ｔｄ２が経過したときに、２度目の電磁波に対する反射波Ｈｓを受信する距離に対象物が存在すると仮定する。上述したように、混合部１０７は、第２の開閉部１０６によって生成された被混合信号Ｈｋと受信部１０５によって受信された反射波Ｈｓとを混合する。このため、上記仮定の下では、図２Ａの（ｄ）に示すように、２度目に放射部１０４から電磁波が放射されてから遅延時間ｔｄ２が経過したときの混合信号Ｋｓのレベルが高くなる。これに対して、対象物で反射した反射波Ｈｓを受信しない他の遅延時間では、混合信号Ｋｓのレベルは低くなる。尚、図２に示す（ｄ）では、低いレベルの混合信号Ｋｓの図示は省略している。
【００３０】
したがって、混合信号Ｋｓのレベルと予め定められた閾値とを比較すれば、制御処理部１０９は、閾値以上のレベルの反射波Ｈｓを受信したことと、当該反射波Ｈｓを受信したときの遅延時間とを検知することができる。図２Ａから明らかなように、遅延時間ｔｄ２は、放射部１０４から２度目の電磁波が放射されてから受信部１０５が当該電磁波の反射波Ｈｓを受信するまでの時間と同一である。つまり、閾値以上のレベルの反射波Ｈｓを受信したときの遅延時間は、電磁波が放射されてから、当該電磁波が対象物で反射した反射波Ｈｓを受信するまでの時間とみなすことができる。このため、制御処理部１０９は反射波Ｈｓを受信したときに対応する遅延時間と電磁波の伝搬速度とに基づき、当該反射波Ｈｓを反射した対象物との相対距離を算出して測定することができる。
【００３１】
本実施形態では、上述したように遅延時間に基づいて相対距離を算出して測定する。つまり、本実施形態では遅延時間と相対距離とをそれぞれ対応付けることができる。そして、遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４の内、遅延時間ｔｄ１は、レーダー装置１の測定範囲の内、最も近い相対距離に対応する。一方、遅延時間ｔｄ４は、レーダー装置１の測定範囲の内、最も遠い相対距離に対応する。遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４と相対距離との対応関係を図２Ｂの（ｅ）に示す。図２Ｂの（ｅ）に示すように、遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４は、測定範囲に含まれるそれぞれの区間と対応することとなる。以下、遅延時間とそれぞれ対応する区間をレンジビン（探索深度）と称する。
【００３２】
本実施形態に係るレーダー装置１は、放射部１０４から電磁波を放射しながら遅延時間をｔｄ１〜ｔｄ４まで変化させる。そして、遅延時間を変化させながら、すなわち、レンジビンを変化させながら反射波Ｈｓを受信し、受信した反射波Ｈｓのレベルを上記閾値とそれぞれ比較する。そして、レベルが上記閾値以上となる反射波Ｈｓに対応するレンジビンに対象物が存在すると判断する。レーダー装置１が、遅延時間をｔｄ１〜ｔｄ４まで変化させ、測定範囲の一端から他端まで変化するレンジビンに対応する反射波Ｈｓを受信して予め定められた閾値と比較することにより、測定範囲内に存在する対象物との相対距離をそれぞれ測定することができる。
【００３３】
以上が、本実施形態に係る制御処理部１０９が、対象物との相対距離を測定する方法の一例の説明である。尚、図２Ａ及び図２Ｂを用いた説明では、一例として、測定範囲を４つのレンジビンに区切って測定をするものとしたが、１つの測定範囲におけるレンジビンの数は、必ずしも４つに限られるものではなく、３以下であってもよいし５以上であってもよい。図２Ｂに示す（ｅ）から明らかなように、ある測定範囲におけるレンジビンの数が増えるにしたがって、相対距離の分解能が高くなる。
【００３４】
また、複数のレンジビンにまたがる大きさの対象物が存在するときは、一例として図３に示すように、当該対象物に対応するレンジビンの内、レーダー装置１に最も近いレンジビンに対応する反射波Ｈｓに基づいて算出して測定した相対距離を当該対象物との相対距離としてもよい。以下、本実施形態の説明では、一例として、測定の対象となる対象物の大きさは、複数のレンジビンにまたがる大きさであるものとして説明をする。
【００３５】
また、本実施形態では、１フレーム毎に対象物との相対距離を測定してもよいし、１以上のフレームのそれぞれにおいて測定された相対距離の平均値を算出して、算出した平均値をより正確な対象物との相対距離としてそれぞれ測定してもよい。
【００３６】
また、上述した相対距離の測定方法は、一般的にマッチドフィルター方式と呼ばれることもある。本発明に係るレーダー装置では、極めて短期間でレベルが変化する電磁波（例えば、ミリ波など）を放射して反射波を受信してもよい。このため、高いサンプリングレートのＡ／Ｄ変換器を制御処理部１０９に設けなければ、制御処理部１０９が取得した信号と、上述した閾値との比較結果が正確でなくなるときがある。しかしながら、本発明に係るレーダー装置において、マッチドフィルター方式を採用することにより、上述した遅延時間の開始タイミングが到来する度にＡ／Ｄ変換器を起動すれば、低速なサンプリングレートのＡ／Ｄ変換器であっても正確な比較結果を得ることができる。また、低速なサンプリングレートのＡ／Ｄ変換器は、高速なサンプリングレートのＡ／Ｄ変換器と比較してコストが低いため、マッチドフィルター方式を採用することにより本発明に係るレーダー装置を低コストで提供することができる。
【００３７】
また、上述した相対距離の測定方法の説明では、送信信号Ｓｓとして基準信号の波形を間欠的にした１つの波形の信号を用いる場合を一例として説明した。しかしながら、本発明における送信信号Ｓｓとして用いることのできる信号は、基準信号の波形を間欠的にした１つの波形の信号に限られるものではない。本発明における送信信号Ｓｓとして用いることのできる信号の他の一例としては、ＰＳＫ方式などで変調された信号が挙げられる。ＰＳＫ方式などで変調された信号を送信信号Ｓｓとして用いることにより、他のレーダー装置との電磁波の干渉を回避でき、さらに、送信信号Ｓｓに通信をするための情報を含ませることができる。
【００３８】
次に、本実施形態に係るレーダー装置１の相対速度の測定方法について説明する。制御処理部１０９は、対象物が存在すると判断したレンジビンに対応する反射波Ｈｓに基づく信号に対してフーリエ変換処理をすることによって得られるドップラー周波数に基づき、対象物との相対速度を測定する。
【００３９】
本実施形態における対象物との相対速度の測定方法を図４を参照しながらより詳細に説明する。図４は、測定範囲に含まれる全てのレンジビンに対応する反射波Ｈｓのレベルの一例を１フレーム分について示す図である。尚、本実施形態では、図４に示すように測定範囲内に４つの対象物ｔｓ１〜ｔｓ４が存在する場合を一例として説明する。
【００４０】
制御処理部１０９は、上述した方法で対象物ｔｓ１〜ｔｓ４の相対距離をそれぞれ測定しながら、それぞれのレンジビンに対応する反射波Ｈｓを受信する度に、受信した反射波ＨｓをＡ／Ｄ変換し、図示しない記憶部にそれぞれ記憶する。そして、制御処理部１０９は、図４に示すようなレベルの反射波Ｈｓを予め定められた数のフレーム分（複数フレーム分）だけ記憶すると、記憶したフレーム分の反射波の内、予め定められた閾値以上のレベルとなる反射波Ｈｓに対してフーリエ変換処理をすることによりドップラー周波数を算出する。
【００４１】
このことを図４を参照しながらより詳細に説明する。図４には、測定範囲内に存在する４つの対象物ｔｓ１〜ｔｓ４にそれぞれ対応するフーリエ変換処理の対象となる反射波Ｈｓが示されている。制御処理部１０９は、１フレーム分の反射波Ｈｓの内、フーリエ変換処理の対象となる反射波Ｈｓを対象物毎にそれぞれ加算処理する。そして、制御処理部１０９は、加算処理をした複数フレーム分の反射波の内、それぞれの対象物に対応する反射波を個別にフーリエ変換処理する。図４に示す例では、制御処理部１０９は、４つの対象物の相対速度を算出して測定するために、４度のフーリエ変換処理をしてそれぞれの対象物に対応するドップラー周波数を算出する。
【００４２】
尚、制御処理部１０９は、１フレーム分の反射波Ｈｓの記憶を完了する度に上述した加算処理をしてもよいし、予め定められた数のフレーム分の反射波Ｈｓの記憶を完了したときに上述した加算処理をしてもよいし、対象物毎の反射波Ｈｓの記憶を完了していればどのようなときに加算処理をしてもよい。
【００４３】
フーリエ変換処理をした制御処理部１０９は、算出したドップラー周波数に基づいて相対速度を算出し、算出した相対速度を、当該相対速度の元となるドップラー周波数に対応する反射波Ｈｓを反射した対象物の相対速度とする。これにより、制御処理部１０９は、対象物との相対速度を測定する。
【００４４】
以上が、本実施形態に係る制御処理部１０９が、対象物との相対速度を測定する方法の説明である。本実施形態に係るレーダー装置１では、上述したように予め定めた閾値以上となる反射波だけに基づいて対象物との相対距離を測定し、当該反射波だけに基づいてフーリエ変換処理をする。これにより、本実施形態に係るレーダー装置１によれば、フーリエ変換処理の対象となる反射波は上述した閾値以上のレベルの反射波のみになるため、フーリエ変換処理の演算負荷を低減することができる。
【００４５】
以下では説明の便宜のため、必要に応じて上述した対象物との相対速度及び相対距離を測定するそれぞれの処理の総称を対象物測定処理と称する。尚、制御処理部１０９が、１度の相対速度の測定において、ドップラー周波数を算出するためのフーリエ変換処理の対象として、図示しない記憶部に記憶するデータは、２の階乗の数のフレーム分のデータとするのが好ましい。ただし、２の階乗の数のフレーム分のデータを測定することが困難なときには、仮想的なフレームのデータを予め用意しておき、実際に測定したフレームのデータに、仮想的なフレームのデータを合わせることにより、フレームの数を２の階乗の数にするゼロパッドなどの手法を用いてもよい。
【００４６】
また、制御処理部１０９が、ドップラー周波数を算出するためのフーリエ変換処理の対象として図示しない記憶部に記憶する反射波は、図４に示すようにそれぞれの対象物に対応するレンジビンの内、レーダー装置１に対して最も近いレンジビンから遠方に向かって予め定められた数Ｒｋのレンジビンに対応するそれぞれの反射波Ｈｓを対象物毎に加算処理した反射波としてもよい。そして、測定範囲内に存在する全ての対象物毎に加算処理した反射波を記憶して１フレーム分のデータとしてもよい。図４には、一例として、Ｒｋが２の場合を示している。
【００４７】
また、制御処理部１０９が、ドップラー周波数を算出するためのフーリエ変換処理の対象として図示しない記憶部に記憶する反射波Ｈｓは、それぞれの対象物に対応するレンジビンの内、ピーク値の反射波Ｈｓに対応するレンジビンを含む予め定められた数のレンジビンに対応するそれぞれの反射波Ｈｓを対象物毎に加算処理した反射波としてもよい。そして、測定範囲内に存在する全ての対象物毎に加算処理した反射波を記憶して１フレーム分のデータとしてもよい。
【００４８】
また、図４において、バンパーに対応する反射波Ｈｓは、常に検出される反射波Ｈｓであり、相対速度を測定する必要がないため、フーリエ変換処理の対象とする必要はない。
【００４９】
また、図４に示される閾値は、一例として、測定対象となるレンジビンが遠くなるにしたがって小さくなるように設定されている。空間を伝搬する電磁波（放射部１０４から放射される電磁波及び受信部１０５によって受信される反射波Ｈｓ）は、伝搬する距離の長さに応じてレベルが減衰する。したがって、図４に一例として示すように、本発明における上述した閾値を測定対象となるレンジビンが遠くなるにしたがって、小さくなるように設定することにより、レーダー装置１に対して遠方に存在する対象物の相対距離や相対速度などを正確に測定することができる。
【００５０】
また、本発明における上述した閾値を測定対象となるレンジビンに拘わらずに一定の値としてもよい。本発明において上述した閾値としてレンジビンに拘わらずに一定の値を用いるときには、ＳＴＣ（Sensitivity Time Control）等の手法を用いて、近距離のレンジビンに対応する反射波Ｈｓを受信するときには利得を小さくし、遠距離のレンジビンに対応する反射波Ｈｓを受信するときには利得を大きくするとよい。これにより、一定の値の閾値を用いることができると共に反射波Ｈｓを受信するときのダイナミックレンジを拡大することができる。
【００５１】
次に、本実施形態に係る制御処理部１０９が、対象物との相対距離を１度測定した後の相対距離を測定する方法の一例について図５を参照しながら説明する。
【００５２】
図５において、対象物ｔｓ１〜ｔｓ４は、それぞれ制御処理部１０９によって１度相対距離を測定した対象物を示す。また、図５において、相対距離Ｒｂ１〜Ｒｂ４は、それぞれ対象物ｔｓ１〜ｔｓ４との既に１度測定した相対距離を示す。制御処理部１０９は、測定範囲内に存在する対象物ｔｓ１〜ｔｓ４との相対距離をそれぞれ相対距離Ｒｂ１〜Ｒｂ４として１度測定すると、次に相対距離を測定するときに、１度測定した相対距離Ｒｂ１〜Ｒｂ４を用いて相対距離の測定を続ける。より詳細には、制御処理部１０９は、図５に示すように、対象物との相対距離を測定すると、測定した相対距離をそれぞれ中心とし、相対距離を測定した対象物とそれぞれ対応する予め定められた広さＨｋの距離範囲Ｋｈを設定する。尚、図５には、一例として、対象物ｔｓ１〜ｔｓ４と対応する距離範囲Ｋｈをそれぞれ距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４として示している。また、以下では説明の便宜のため必要に応じて距離範囲Ｋｈを設定する処理を距離範囲設定処理と称する。
【００５３】
そして、制御処理部１０９は、図５に示すように距離範囲Ｋｈをそれぞれ設定すると、設定した距離範囲Ｋｈに含まれるレンジビンのみについて相対距離の測定をする。このことを図６を用いてより詳細に説明する。図６（ａ）は、対象物ｔｓ１〜ｔｓ４との相対距離を１度測定し、測定結果に基づいて上述したように設定された距離範囲Ｋｈを示す図である。図６（ｂ）は、距離範囲Ｋｈに含まれるレンジビンのみについて相対距離を再度測定したときの測定結果の一例を示す図である。図６（ａ）は、測定範囲を５０のレンジビンに区切った場合を一例として示している。そして、図６（ａ）に示すレンジビンをそれぞれＲ１〜Ｒ５０とする。また、レンジビンＲ１〜Ｒ５０にそれぞれ対応する遅延時間をｔ１〜ｔ５０とする。そして、図６（ａ）において、距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４に対応するそれぞれのレンジビンを、レンジビンＲ５〜８、レンジビンＲ１６〜１９、レンジビンＲ３２〜Ｒ３５及びレンジビンＲ４３〜４６とする。
【００５４】
図６（ａ）に示すように距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４がそれぞれ設定されたときには、制御処理部１０９は、遅延時間をｔ１〜ｔ５０まで順番に変化させるのではなく、距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４に対応するレンジビンに相当する遅延時間のみの間で変化させる。より詳細には、制御処理部１０９は、始めに、遅延時間を遅延時間ｔ１〜ｔ４の間で順番に変化させる過程を経ることなく、遅延時間ｔ５〜ｔ８間で変化させて反射波Ｈｓをそれぞれ受信する。そして、次に、制御処理部１０９は、遅延時間を遅延時間ｔ９〜ｔ１５の間で順番に変化させる過程を経ることなく、遅延時間ｔ１６〜ｔ１９の間で変化させて反射波Ｈｓをそれぞれ受信する。次に、制御処理部１０９は、遅延時間を遅延時間ｔ２０〜ｔ３１の間で順番に変化させる過程を経ることなく、遅延時間ｔ３２〜ｔ３５の間で変化させて反射波Ｈｓをそれぞれ受信する。最後に、制御処理部１０９は、遅延時間を遅延時間ｔ３６〜ｔ４２の間で順番に変化させる過程を経ることなく、遅延時間ｔ４３〜ｔ４６の間で変化させて反射波Ｈｓをそれぞれ受信する。
【００５５】
このように、制御処理部１０９は、対象物との相対距離を１度測定して上述したように距離範囲を設定すると、設定した距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４にそれぞれ対応する遅延時間のみの間で順番に遅延時間を変化させる。制御処理部１０９は、このように遅延時間を変化させることにより、設定した距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４のそれぞれの一端から他端までレンジビンを変化させて、それぞれのレンジビンに対応する反射波Ｈｓを受信する。
【００５６】
制御処理部１０９は、距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４に含まれるレンジビンにそれぞれ対応する反射波Ｈｓのレベルを上述した閾値とそれぞれ比較し、レベルが閾値以上となる反射波Ｈｓに対応するレンジビンに対象物が存在すると判断し、当該レンジビンに対応する相対距離をそれぞれの対象物との相対距離として測定する。図６（ｂ）に示すように、このときの相対距離をそれぞれ相対距離Ｋｒ１〜Ｋｒ４とする。図６（ｂ）は、前回の相対距離の測定時と比較して対象物ｔｓ１〜ｔｓ４との相対距離が変化したときの位置関係の一例を示す図である。
【００５７】
次に制御処理部１０９は、相対距離Ｋｒ１〜Ｋｒ４と対象物ｔｓ１〜ｔｓ４とをそれぞれ対応付ける。制御処理部１０９は、この対応付けをするために、相対距離Ｋｒ１〜Ｋｒ４をそれぞれ測定すると、測定した相対距離を含む距離範囲を距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４の中から特定する。そして、制御処理部１０９は、測定した相対距離Ｋｒ１〜Ｋｒ４と、特定した距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４に対応する対象物ｔｓ１〜ｔｓ４とをそれぞれ図６に示すように対応付ける。制御処理部１０９は、測定した相対距離Ｋｒ１〜Ｋｒ４と、対象物ｔｓ１〜ｔｓ４とをそれぞれ対応付けて、対象物ｔｓ１〜ｔｓ４の相対距離をそれぞれ更新することにより、測定範囲内に存在する対象物の相対距離の測定を継続することができる。
【００５８】
以上が、対象物との相対距離を１度測定した後の相対距離を測定する方法の説明である。本実施形態に係るレーダー装置１では、上述したように対象物との相対距離を１度測定した後は、設定した距離範囲のみを対象として測定をするため、１フレームの測定時間を短縮することができる。
【００５９】
以下では、上述した距離範囲設定処理以降に説明した相対距離を測定する方法で説明した処理を説明の便宜のため必要に応じて距離更新処理と称する。次に、制御処理部１０９が、対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ１度測定した後の相対速度を測定する方法について図７を参照しながら説明する。
【００６０】
図７において、相対速度Ｖ１〜Ｖ４は、測定範囲内に存在する対象物ｔｓ１〜ｔｓ４の１度測定された相対速度をそれぞれ示す。制御処理部１０９は、測定範囲内に存在する対象物の相対距離及び相対速度をそれぞれ１度測定すると、次に相対速度を測定するときに、設定した距離範囲Ｋｈと測定した相対速度Ｖ１〜Ｖ４とに基づいて相対速度の測定を続ける。より詳細には、制御処理部１０９は、対象物との相対速度を１度測定すると、測定した相対速度Ｖ１〜Ｖ４をそれぞれ中心とし、相対速度を測定した対象物ｔｓ１〜ｔｓ４にそれぞれ対応する予め定められた広さＨｓの速度範囲Ｓｈを図７に示すように設定する。図７には、一例として、対象物ｔｓ１〜ｔｓ４にそれぞれ対応する速度範囲Ｓｈが、速度範囲Ｓｈ１〜速度範囲Ｓｈ４として示されている。以下では説明の便宜のため必要に応じて速度範囲Ｓｈを設定する処理を速度範囲設定処理と称する。
【００６１】
そして、制御処理部１０９は、相対距離を１度測定した後、上述したように設定した距離範囲Ｋｈに含まれるレンジビンに対応する反射波Ｈｓを受信して相対距離の測定をしながら、受信した反射波Ｈｓを図示しない記憶部に記憶する。図８は、上述した距離範囲Ｋｈ１〜Ｋｈ４にそれぞれ対応する反射波Ｈｓのレベルを示す図である。制御処理部１０９は、図８に示すような１フレーム分の反射波Ｈｓの内、上記閾値以上のレベルの反射波Ｈｓに対応するレンジビンの反射波Ｈｓを加算した加算信号を生成する。そして、制御処理部１０９は、加算信号を上述したフレーム分（予め定められた数、又は、２の階乗の数分）だけ生成すると、生成したフレーム分の加算信号に基づいてフーリエ変換処理をする。尚、図８において、受信した反射波Ｈｓと閾値以上のレベルの反射波Ｈｓとに差異がある理由は、前回の相対距離の測定時と当該測定時の次の測定時との間で対象物との相対距離が変化する場合を一例として示しているためである。
【００６２】
尚、本発明において加算信号を生成する方法は、必ずしも図８に示すように上記閾値以上のレベルの反射波Ｈｓに対応するレンジビンの反射波Ｈｓを加算する方法に限られるものではない。本発明において加算信号を生成する他の方法の一例としては、図８に示すそれぞれの距離範囲Ｋｈに含まれるレンジビンに対応する反射波Ｈｓの内、ピーク値の反射波Ｈｓに対応するレンジビンを含む予め定められた数のレンジビンに対応する反射波Ｈｓのみを加算する方法が挙げられる。また、本発明において加算信号を生成する他の方法の一例としては、図８に示すそれぞれの距離範囲Ｋｈに含まれるレンジビンに対応する反射波Ｈｓの内、レーダー装置１に対して最も近いレンジビンから遠方に向かって予め定められた数のレンジビンに対応するそれぞれの反射波Ｈｓのみを加算する方法が挙げられる。
【００６３】
図９は、制御処理部１０９が加算信号に基づいてフーリエ変換処理をすることにより得られたドップラー周波数のスペクトラムの一例を示す図である。制御処理部１０９は、図９に示すドップラー周波数のスペクトラムの内、ピーク値を生じるドップラー周波数に基づいて相対速度をそれぞれ算出して測定する。制御処理部１０９が、加算信号に基づいてフーリエ変換処理をすることにより算出して測定した相対速度は、対象物毎に算出して測定した相対速度ではないため、測定範囲内に存在する対象物との対応付けをしなければならない。制御処理部１０９によって測定され、対応付けができておらずにどの対象物の相対速度なのかが明らかでない測定範囲内に存在する対象物の数の相対速度をそれぞれ相対速度Ｋｖ１〜Ｋｖ４とする。尚、図９において、ドップラー周波数がゼロでピーク値が生じている理由は、一例として、本実施形態に係るレーダー装置１を搭載した車両のバンパーで反射した反射波Ｈｓ等の常に受信してしまう反射波Ｈｓを受信するためである。また、ドップラー周波数がゼロでピーク値が生ずる場合としては、他の一例として、レーダー装置１を搭載した車両と等しい相対速度の対象物で反射した反射波Ｈｓを受信する場合が挙げられる。上述したバンパーなどもレーダー装置１を搭載した車両と相対速度が等しい対象物の一例と考えることができる。
【００６４】
図１０は、制御処理部１０９が測定した相対速度Ｋｖ１〜Ｋｖ４と測定範囲内に存在する対象物とを対応付けるための方法を説明する図である。より具体的には、図１０（ａ）は図７の速度範囲Ｓｈを説明する図であり、図１０（ｂ）は測定した相対速度Ｋｖ１〜Ｋｖ４を示す。つまり、図１０は、相対速度Ｋｖ１〜Ｋｖ４と速度範囲Ｓｈ１〜Ｓｈ４との対応関係を示している。
【００６５】
制御処理部１０９は、相対速度Ｋｖ１〜Ｋｖ４と対象物ｔｓ１〜ｔｓ４とをそれぞれ対応付けるために、相対速度Ｋｖ１〜Ｋｖ４をそれぞれ測定すると、測定した相対速度を含む速度範囲を速度範囲Ｓｈ１〜Ｓｈ４の中からそれぞれ特定する。そして、制御処理部１０９は、測定した相対速度Ｋｖ１〜Ｋｖ４と、特定した速度範囲Ｓｈ１〜Ｓｈ４に対応する対象物ｔｓ１〜ｔｓ４とをそれぞれ図１０に示すように対応付ける。制御処理部１０９は、測定した相対速度Ｋｖ１〜Ｋｖ４と、対象物ｔｓ１〜ｔｓ４とをそれぞれ対応付けて、対象物ｔｓ１〜ｔｓ４の相対速度をそれぞれ更新（再測定）することにより、測定範囲内に存在する対象物の相対速度の測定を継続することができる。
【００６６】
以上が、本実施形態に係る制御処理部１０９が、対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ１度測定した後の相対速度を測定する方法の説明である。本実施形態に係るレーダー装置１は、対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ１度測定した後は、上述した加算信号に対して１度だけフーリエ変換処理をして、１度測定をした全ての対象物との相対速度をそれぞれ測定するため、フーリエ変換処理の演算負荷をさらに低減することができる。
【００６７】
以下では、上述した速度範囲設定処理以降に説明した相対速度を測定する方法で説明した処理を説明の便宜のため必要に応じて速度更新処理と称する。次に、本実施形態に係る制御処理部１０９が、対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ１度測定した後に、測定範囲内に新たな対象物が現れたときの測定方法について説明をする。
【００６８】
制御処理部１０９が、対象物との相対速度及び相対速度をそれぞれ１度測定した後に上述した方法で対象物との相対距離及び相対速度の測定を継続しているときにおいて、図１１に示すように測定範囲内に測定範囲外から新たな対象物Ａｔ１が現れるときがある。このときには、制御処理部１０９は、上述したように加算信号を生成して相対速度を算出したとしても、新たな対象物Ａｔ１のみの相対速度は１度も測定しておらず、当該対象物Ａｔ１に対応付けるための速度範囲Ｓｈを設定していないため、相対速度を対応付けることができない。したがって、このようなときには、図１１に示すように測定範囲の遠方側の一端から予め定められた広さＡｋの検知範囲Ａｈを設定してもよい。
【００６９】
このとき、制御処理部１０９は上述したように対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ更新（１度目の測定も含む）しながら、図１１に示す検知範囲Ａｈのレンジビンに対応する反射波Ｈｓについては、上記閾値以上のレベルとなったか否かを常に判断する。そして、制御処理部１０９は、検知範囲Ａｈのレンジビンに対応する反射波Ｈｓが上記閾値以上となったときに測定範囲外から測定範囲内に新たな対象物Ａｔ１が現れたと判断する。制御処理部１０９は、新たな対象物Ａｔ１が現れたと判断すると、当該対象物に対応する反射波Ｈｓに基づいて上述した方法で相対距離を測定し、当該反射波を上述した加算信号に含めることなく個別にフーリエ変換処理をする。そして、制御処理部１０９は、加算信号に含めない反射波をフーリエ変換処理することによって得られたドップラー周波数に基づき新たな対象物Ａｔ１の相対速度を算出して測定する。
【００７０】
このようにして、新たな対象物Ａｔ１の相対距離及び相対速度をそれぞれ測定した後の制御処理部１０９の動作は、対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ１度測定した後の相対速度を測定する上述した説明の動作と同様の動作をする。これにより、制御処理部１０９は、相対速度の測定を１度もしていない新たな対象物Ａｔ１が測定範囲外から測定範囲内に現れたときでも、当該対象物の相対速度を測定することができ、当該対象物の相対速度を１度測定した後は、上述したように加算信号に基づいて算出して測定した相対速度を対応付けることができる。
【００７１】
以上が、本実施形態に係る制御処理部１０９が、相対距離及び相対速度を測定をしているときにおいて、測定範囲内に新たな対象物Ａｔ１が現れたときの測定方法の説明である。本実施形態に係るレーダー装置１は、測定範囲内に新たな対象物が現れたときは、当該対象物で反射した反射波に対してのみフーリエ変換処理をし、他の対象物で反射した反射波に対しては上述した加算信号に対してフーリエ変換処理をする。したがって、本実施形態に係るレーダー装置１によれば、測定範囲内に新たな対象物が現れたときでも、低いフーリエ変換処理の演算負荷で、相対速度及び相対距離の測定を続けることができる。
【００７２】
次に、相対速度の略等しい２以上の対象物が測定範囲内に存在し、対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ１度測定した後に、これらの対象物の少なくともいずれか１つの相対速度が変化したときの本実施形態に係る制御処理部１０９の動作について説明する。
【００７３】
制御処理部１０９が、相対速度の略等しい２以上の対象物の少なくともいずれか一方の相対速度が変化する前後の加算信号に対してそれぞれフーリエ変換処理をしたときのドップラー周波数のスペクトラムを図１２に示す。より具体的には、図１２（ａ）は、相対速度の略等しい２以上の対象物を含む複数の対象物が測定範囲内に存在し、等しい相対速度が互いに異なる相対速度へ変化する前のドップラー周波数のスペクトラムを示す。また、図１２（ｂ）は、相対速度の等しい２以上の対象物を含む複数の対象物が測定範囲内に存在し、等しい相対速度が互いに異なる相対速度へ変化した直後のドップラー周波数のスペクトラムを示す。
【００７４】
図１２（ａ）に示すスペクトラムと図１２（ｂ）に示すスペクトラムとを比較すると、図１２（ｂ）に示すスペクトラムでは、ピーク値を生じるドップラー周波数の数が増加する。すなわち、相対速度の略等しい２以上の対象物の少なくともいずれか１つの相対速度が変化したときには、フーリエ変換処理をすることによって得られるスペクトラムにおいて、ピーク値を生ずるドップラー周波数の数が増加する。より具体的には、図１２（ａ）ではピーク値を生じるドップラー周波数の数が４（ｆ１〜ｆ４）であるのに対して、図１２（ｂ）ではピーク値を生じるドップラー周波数（ｆ１〜ｆ５）の数が５となっている。
【００７５】
制御処理部１０９は、ピーク値を生ずるドップラー周波数が増加したとしても、上述した方法で相対速度の対応付けをする。ただし、上述した方法で相対速度の対応付けをすると、相対速度の略等しかった２つの対象物のそれぞれの変化後の相対速度は、それぞれ同一の速度範囲Ｓｈ内に含まれると考えられる。このため、相対速度の略等しかった２つの対象物にはそれぞれ変化後の２つの相対速度が対応付けられる。
【００７６】
したがって、制御処理部１０９は、ピーク値を生ずるドップラー周波数が増加して、２以上の相対速度が１つの対象物に対応付けられたとき、２以上の相対速度が対応付けられた対象物に対応する反射波Ｈｓについては、上記加算信号に含めることなく個別にフーリエ変換処理をする。図１２では、一例として、ドップラー周波数ｆ１のピーク値を生ずる反射波Ｈｓ及びドップラー周波数ｆ５のピーク値を生ずる反射波Ｈｓに対してそれぞれ個別にフーリエ変換処理がされる。そして、制御処理部１０９は、加算信号に含めない反射波Ｈｓをフーリエ変換処理することによって得られたドップラー周波数に基づき、２以上の相対速度が対応付けられた対象物の相対速度を個別に算出して測定する。
【００７７】
このようにして、２以上の相対速度が対応付けられた対象物の相対速度を測定した後の制御処理部１０９の動作は、対象物との相対速度を１度測定した後の相対速度を測定する上述した方法の説明における動作と同様の動作をする。これにより、制御処理部１０９は、互いに略等しい相対速度の２以上の対象物の少なくともいずれか１つの相対速度が変化したとしても、当該対象物の相対速度をそれぞれ測定することができ、当該対象物の相対速度を１度測定した後は、上述したように加算信号に基づいて算出して測定した相対速度を対応付けることができる。
【００７８】
以上が、対象物との相対速度を１度測定した後に、互いに略等しい相対速度の対象物の少なくともいずれか１つの相対速度が変化したときの本実施形態に係る制御処理部１０９の動作の説明である。本実施形態に係るレーダー装置１は、対象物との相対速度を１度測定した後、互いに略等しい相対速度の対象物の少なくともいずれか１つの相対速度が変化したときは、互いに略等しい相対速度であった対象物に対応する反射波に対してのみ個別にフーリエ変換処理をし、他の対象物については上述した加算信号に基づいてフーリエ変換処理をする。したがって、本実施形態に係るレーダー装置１によれば、対象物との相対速度を１度測定した後、互いに略等しい相対速度の対象物の少なくともいずれか１つの相対速度が変化したときでも、低いフーリエ変換処理の演算負荷で、相対速度及び相対距離の測定を続けることができる。
【００７９】
次に、上述した制御処理部１０９の動作をフローチャートを用いて説明する。図１３は、本実施形態に係る制御処理部１０９の処理を示すフローチャートである。
【００８０】
ステップＳ１０１において、制御処理部１０９は、上述した対象物測定処理をして測定範囲内に存在する対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ測定する。制御処理部１０９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。
【００８１】
ステップＳ１０２において、制御処理部１０９は、ステップＳ１０１で測定した結果に基づき、上述した距離範囲設定処理をして距離範囲Ｋｈをそれぞれ設定する。制御処理部１０９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。
【００８２】
ステップＳ１０３において、制御処理部１０９は、ステップＳ１０１で測定した結果に基づき、上述した速度範囲設定処理をして速度範囲Ｓｈをそれぞれ設定する。制御処理部１０９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。
【００８３】
ステップＳ１０４において、制御処理部１０９は、ステップＳ１０２において設定した距離範囲Ｋｈに基づき上述した距離更新処理をする。制御処理部１０９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。
【００８４】
ステップＳ１０５において、制御処理部１０９は、ステップＳ１０３において設定した速度範囲Ｓｈに基づき上述した速度更新処理をする。制御処理部１０９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。
【００８５】
ステップＳ１０６において、制御処理部１０９は、上述したように検出範囲Ｋｈの検出結果に基づき、上述した方法で新たな対象物を検出したか否かを判断する。制御処理部１０９は、ステップＳ１０６において、新たな対象物を検出したと判断したとき、ステップＳ１０９へ処理を進める。一方、制御処理部１０９は、ステップＳ１０６において、新たな対象物を検出しなかったと判断したとき、ステップＳ１０７へ処理を進める。
【００８６】
ステップＳ１０７において、制御処理部１０９は、上述した方法で２以上の相対速度が対応付けられた対象物が１以上だけ存在するか否かを判断する。制御処理部１０９は、ステップＳ１０７において、２以上の相対速度が対応付けられた対象物が１以上存在すると判断したとき、ステップＳ１０８に処理を進める。一方、制御処理部１０９は、ステップＳ１０７において、２以上の相対速度が対応付けられた対象物が１以上存在しないと判断したとき、ステップＳ１０４へ処理を戻す。
【００８７】
ステップＳ１０８において、制御処理部１０９は、ステップＳ１０７において２以上の相対速度が対応付けられたと判断した対象物に対して、上述した方法で個別にフーリエ変換処理をし、このフーリエ変換処理によって得られた結果に基づいて当該対象物の相対速度を個別に測定する。制御処理部１０９は、ステップＳ１０８の処理を完了すると、ステップＳ１０４へ処理を戻す。
【００８８】
ステップＳ１０９において、制御処理部１０９は、上述した方法で２以上の相対速度が対応付けられた対象物が１以上だけ存在するか否かを判断する。制御処理部１０９は、ステップＳ１０９において、２以上の相対速度が対応付けられた対象物が１以上だけ存在すると判断したとき、ステップＳ１１０に処理を進める。一方、制御処理部１０９は、ステップＳ１０９において、２以上の相対速度が対応付けられた対象物が１以上だけ存在しないと判断したとき、ステップＳ１１１へ処理を進める。
【００８９】
ステップＳ１１０において、制御処理部１０９は、２以上の相対速度が対応付けられた対象物及び新たな対象物のそれぞれに対応する反射波Ｈｓに対してそれぞれ個別にフーリエ変換処理をし、これらの対象物の相対速度を個別に測定する。制御処理部１０９は、ステップＳ１１０の処理を完了すると、ステップＳ１０４へ処理を戻す。
【００９０】
ステップＳ１１１において、制御処理部１０９は、ステップＳ１０６において判断した新たな対象物の相対距離及び相対速度を上述した方法で個別に測定する。制御処理部１０９は、ステップＳ１１１の処理を完了すると、ステップＳ１０４へ処理を戻す。
【００９１】
以上が、本実施形態に係る制御処理部１０９の処理の一例の説明である。尚、図１３のフローチャートに示す処理は、一例として、本実施形態に係るレーダー装置１を搭載する車両のイグニッションキーがＯｎとなっているときに実行され、当該イグニッションキーがＯｆｆとなったときに即座に停止されるものとしてもよい。
【００９２】
以上が、本実施形態に係るレーダー装置１の説明である。尚、本発明では、図１に示すレーダー装置１の構成を図１４に示すように変形してもよい。図１４に示すレーダー装置２の構成は、図１に示す構成に対して混合部１１０、９０度移相部１１１及びフィルタ部１１２をそれぞれ追加した構成である。本発明に係るレーダー装置の構成として、図１４に示す構成を採用することにより、制御処理部１０９は、受信部１０５によって受信された反射波に対して従来から知られている直交検波をすることができる。図１に示す構成のレーダー装置１では、制御処理部１０９が反射波Ｈｓに対してフーリエ変換処理をしたとしても、得られたスペクトラムはドップラー周波数がゼロの点を中心として対称なスペクトラム、すなわち、ピーク値を生ずるドップラー周波数の正負の符号の判別をすることのできないスペクトラムしか得ることができない。これに対して、図１４に示すレーダー装置２では、制御処理部１０９は、受信した反射波Ｈｓを直交検波をした後、フーリエ変換処理することにより、図１５に示すようにピーク値を生ずるドップラー周波数の正負の符号を判別することのできるスペクトラムを得ることができる。つまり、本発明に係るレーダー装置の構成として図１４に示すような直交検波をするための構成要素を追加した構成を採用することにより、制御処理部１０９は対象物の相対速度の符号をさらに判別することができ、測定範囲内に存在する対象物がそれぞれ本発明に係るレーダー装置に近づいているか、又は、遠ざかっているかの判断をすることができる。
【００９３】
また、本発明に係るレーダー装置の構成として図１に示す構成を採用したとしても、制御処理部１０９は、測定した相対距離を時間で微分（前回測定した相対距離及び次に測定した相対距離とを比較（差分を演算）する）することによって対象物が近づいているか、又は、遠ざかっているかの判断をすることができることは言うまでもない。
【００９４】
また、本発明に係るレーダー装置の構成として図１６に示す構成を採用してもよい。図１６に示す構成は、図１に示す構成と比較して、積算部１１３をさらに備えている。積算部１１３は、フィルタ部１０８を通過した間欠的な１つの波形の通過信号Ｔｓを予め定めた回数（個数）だけ積算する。より詳細には、受信部１０５は、繰り返し放射される電磁波が対象物で反射した間欠的な波形のそれぞれを１つの反射波Ｈｓとして繰り返し受信する。図１６に示す積算部１１３は、受信部１０５によって１つずつ受信される反射波Ｈｓを、混合部１０７及びフィルタ部１０８を介して取得し、予め定められた回数（個数）だけ積算する。そして、積算部１１３は、積算した信号を積算信号Ｉｓとして生成する。上述したように空間を伝搬する電磁波は、伝搬する距離の長さに応じてレベルが減衰する。積算部１１３は、取得した信号を積算することにより、図１に示す構成と比較して、制御処理部１０９は、同一の相対距離に存在する対象物で反射した反射波Ｈｓを積算信号Ｉｓとして、より高いレベルで取得できる。つまり、本発明に係るレーダー装置は、図１６に示すように積算部１１３を備えることにより、同一の相対距離で反射した反射波Ｈｓの感度を高めたり、最大測定範囲を長くすることができる。ただし、本発明に係るレーダー装置の構成として図１６に示す構成を採用するときは、同一の相対距離で反射した反射波Ｈｓを積算部１１３に予め定められた回数だけ受信しなければならないため、制御処理部１０９は、上述した遅延時間を積算部１１３に定められた回数と同じ回数だけ放射部１０４から電磁波が放射され、当該回数だけ反射波Ｈｓを受信してから、次の遅延時間に変化させるようにしなければならない。
【００９５】
また、本発明に係るレーダー装置の構成として図１７に示す構成を採用してもよい。図１７に示す構成は、図１に示す構成と比較して、受信部を１つ追加して２つの受信部を備えている。この構成により、本発明に係るレーダー装置は従来から知られている位相比較モノパルス方式や振幅比較モノパルス方式を用いて対象物の存在する方向を測定することができる。したがって、本発明に係るレーダー装置として図１７の構成を採用すると、相対距離だけでなく対象物の存在する角度にも基づいて、上述した距離範囲Ｋｈと同様の２次元の領域範囲を設定して、相対距離、対象物の存在する方向及び相対速度の２度目以降の測定において、設定した領域のみの測定をすることができる。尚、図１７の構成は、９０度移相部の配置が図１４に示す構成に対して異なるが、図１７の構成でも制御処理部は図１４の説明で述べたように直交検波及びフーリエ変換処理することにより図１５に一例として示す測定結果と同様の結果を得ることができる。
【００９６】
また、本発明に係る制御処理部１０９は、上述したフーリエ変換処理の代わりに、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を用いることができることは言うまでもない。
【００９７】
また、本発明において説明した少なくともいずれか１つの測定方法と、他の測定方法とを組み合わせて、対象物の測定をしてもよい。この組み合わせ方の一例としては、本発明に係る測定方法よりも分解能が低く測定範囲の長い第１の測定方式を用いて測定をし、第１の測定結果に基づいて本発明で説明した測定方法で測定をするなどの組み合わせ方が挙げられる。
【００９８】
また、上述した本発明の説明では、本発明に係るレーダー装置を車両に搭載した場合を一例として説明したが、本発明に係るレーダー装置を搭載することが好ましいと考えられる場合には、航空機や重機など他の移動体や機器に搭載してもよいことは言うまでもない。
【００９９】
また、本発明の説明では、反射波Ｈｓを受信するための方法として、上述したマッチドフィルター方式を用いる場合を一例として説明した。しかしながら、本発明において反射波Ｈｓを受信するための方法はマッチドフィルター方式に限られるものではない。本発明において反射波Ｈｓを受信するための方法の他の一例としては、制御処理部１０９の内部に含まれるＡ／Ｄ変換器として高速なサンプリングレートのＡ／Ｄ変換器を採用し、受信部１０５によって受信され、混合部などを介して取得した信号のレベルの変化を常に上述した閾値と比較する方法が挙げられる。そして、制御処理部１０９は、取得した信号のレベルが予め定めた閾値以上となるか否かに基づいて（電磁波を放射してから、反射波のレベルが閾値以上となった時の時間に基づいて）相対距離を測定し、取得した信号が閾値以上となったとき、当該信号に対してフーリエ変換処理をすることにより相対速度を算出して測定してもよい。
【０１００】
また、本発明の説明では、図２Ａの（ａ）に示すように基準信号の波形を間欠的にした波形の信号を生成するために開閉部を用いた場合を一例として説明した。しかしながら、図２Ａの（ａ）に示すような基準信号の波形を間欠的にした波形の信号を生成するために、他のどのような方法を用いてもよいことは言うまでもない。図２Ａの（ａ）に示すような基準信号の波形を間欠的にした波形の信号を生成するための他の方法の一例としては、開閉部の代わりにＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling：低電圧差動信号）を基準信号と混合することによって基準信号の波形を間欠的にした波形の信号を生成する変調部を用いる方法が挙げられる。
【０１０１】
また、図１、図１４、図１６及び図１７に示すフィルタ部や積算部をデジタル回路としてもよいことは言うまでもない。これらの構成要素をデジタル回路とするときは、これらの構成要素の前段にＡ／Ｄ変換器をそれぞれ設けるとよい。また、フィルタ部や積算部をデジタル回路で構成し、制御処理部１０９に一体化してもよい。これにより、本発明に係るレーダー装置をより小さくして省スペース化することができる。
【０１０２】
また、本発明において、制御処理部１０９は、対象物との相対距離及び相対速度をそれぞれ１度測定した後の相対速度を測定した後に、さらに、相対速度の測定を続ける。そして、制御処理部１０９が、相対速度の測定を続けていると、対象物毎の相対速度の内、少なくともいずれか２つの相対速度の差が予め定められた値以下となる場合がある。このとき、制御処理部１０９は、予め定められた値以下の差となる相対速度の対象物についてのみ個別に相対速度を測定してもよい。すなわち、制御処理部１０９は、相対速度の測定を続けているときにおいて、予め定められた閾値以下の差となる相対速度の対象物に対応する反射波Ｈｓを上述した加算信号に含めることなく個別にフーリエ変換処理をしてもよい。そして、制御処理部１０９は、加算信号に含めない反射波Ｈｓをフーリエ変換処理することによって得られたドップラー周波数に基づき、予め定められた閾値以下の差となる相対速度の対象物の相対速度を個別に算出して測定してもよい。
【０１０３】
本発明に係る制御処理部１０９が、予め定められた閾値以下の差となる相対速度の対象物に対応する反射波Ｈｓを上述した加算信号に含めることなく個別にフーリエ変換処理をしてもよい理由について説明をする。予め定められた閾値以下の差となる相対速度の対象物、すなわち、相対速度がある程度近い対象物に対応する反射波Ｈｓを加算信号に含めた上でフーリエ変換処理をすると、これらの対象物の相対速度を測定するための、ピーク値を生ずるドップラー周波数が略同じ周波数となり、それぞれが異なる相対速度を有する対象物であっても、これらの対象物の相対速度を同一の相対速度として測定してしまうときがある。したがって、これらの対象物の相対速度については、個別にフーリエ変換処理をしてドップラー周波数を算出することにより、より正確な測定をすることができる。ただし、本発明に係る制御処理部１０９は、このような処理をせずとも、相対速度がある程度近い対象物の相対速度を実用的な範囲で個別に正確に測定できる。
【０１０４】
また、本発明の説明において一例として挙げた全ての構成をそれぞれ可能な範囲でどのように組み合わせてもよいことは、言うまでもない。
【０１０５】
また、上述した本発明の説明は、一例に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や改良をしてもよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明によれば、低い演算負荷で対象物との相対速度や相対距離などを測定でき、例えば、車両に搭載されるレーダー装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１の実施形態に係るレーダー装置の構成を示すブロック図
【図２Ａ】レーダー装置が信号を生成及び受信するそれぞれのタイミングを示すタイミングチャート
【図２Ｂ】遅延時間とレンジビンとの対応関係の一例を示す図
【図３】測定する相対距離の一例を示す図
【図４】受信した反射波のレベルの一例を示す図
【図５】設定した距離範囲の一例を示す図
【図６】測定した相対距離と距離範囲との対応付けの一例を示す図
【図７】設定した速度範囲の一例を示す図
【図８】加算処理の対象となる反射波の一例を示す図
【図９】加算信号に対してフーリエ変換処理をしたときのスペクトラムの一例を示す図
【図１０】測定した相対速度と速度範囲との対応付けの一例を示す図
【図１１】検知範囲の一例を示す図
【図１２】ピーク値を生ずるドップラー周波数の数が増加したときのスペクトラムの一例を示す図
【図１３】第１の実施形態に係る制御処理部のフローチャートの一例を示す図
【図１４】本発明に係るレーダー装置の他の構成の一例を示す図
【図１５】直交検波した反射波に対してフーリエ変換処理をしたときのスペクトラムの一例を示す図
【図１６】本発明に係るレーダー装置の他の構成の一例を示す図
【図１７】本発明に係るレーダー装置の他の構成の一例を示す図
【符号の説明】
【０１０８】
１    レーダー装置
２    レーダー装置
３    レーダー装置
４    レーダー装置
１０１    基準信号発生部
１０２    分岐部
１０３    第１の開閉部
１０４    放射部
１０５    受信部
１０６    第２の開閉部
１０７    混合部
１０８    フィルタ部
１０９    制御処理部
１１０    混合部
１１１    ９０度移相部
１１２    フィルタ部
１１３    積算部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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