(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記判定部は、前記観測対象が前記ノイズ源ではないと判定すれば、前記距離速度算出部により算出された距離及び相対速度のそれぞれを出力することを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。
前記距離速度算出部は、前記ビート信号生成部から複数のビート信号が出力される毎に、前記複数のビート信号からビート周波数及びドップラ周波数のそれぞれを検出して、前記ビート周波数から前記観測対象までの距離を算出し、前記ドップラ周波数から前記観測対象との相対速度を算出することを特徴とする請求項3記載のレーダ装置。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【0011】
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る車載装置を示す構成図である。
図1において、車載装置は、自動車、バイク又は自転車等の車両に搭載される装置であり、観測対象までの距離及び観測対象との相対速度のそれぞれを算出するレーダ装置1を備えている。
レーダ装置1が、例えば、自動車に実装されている場合、観測対象は、他の自動車等の車両、通行人、又は、ガードレール等が該当する。
【0012】
図2は、実施の形態1に係るレーダ装置1を示す構成図である。
図3は、実施の形態1に係るレーダ装置1における信号処理部22のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
図2において、レーダ信号出力部11は、出力制御部12、信号源13及び分配器14を備えている。
レーダ信号出力部11は、時間の経過に伴って周波数が変化する周波数変調信号をレーダ信号として断続的に繰り返し送受信部15に出力する。
【0013】
出力制御部12は、レーダ信号の出力タイミングを示す制御信号を信号源13及び距離速度算出部23のそれぞれに出力する。
信号源13は、出力制御部12から出力された制御信号が示す出力タイミングに従って、周波数変調信号をレーダ信号として断続的に繰り返し分配器14に出力する。
分配器14は、信号源13から繰り返し出力されたそれぞれのレーダ信号を2つに分配する。
分配器14は、分配後の一方のレーダ信号を送信アンテナ16に出力し、分配後の他方のレーダ信号を局部発振信号として周波数混合部19に出力する。
【0014】
送受信部15は、送信アンテナ16及び受信アンテナ17を備えている。
送受信部15は、レーダ信号出力部11から繰り返し出力されたそれぞれのレーダ信号を観測対象に向けて送信して、観測対象に反射されたそれぞれのレーダ信号を反射波として受信する。
送受信部15は、それぞれの反射波の受信信号をビート信号生成部18に出力する。
送信アンテナ16は、分配器14から繰り返し出力されたそれぞれのレーダ信号を空間に放射する。
受信アンテナ17は、送信アンテナ16からそれぞれのレーダ信号が空間に放射されたのち、観測対象に反射されたそれぞれのレーダ信号を反射波として受信し、受信したそれぞれの反射波の受信信号を周波数混合部19に出力する。
【0015】
図2に示す送受信部15では、送信アンテナ16が分配器14と直接接続されている。しかし、これは一例に過ぎず、分配器14と送信アンテナ16との間に増幅器が接続されており、増幅器が、分配器14から出力されたレーダ信号を増幅し、増幅後のレーダ信号を送信アンテナ16に出力するようにしてもよい。
また、
図2に示す送受信部15では、受信アンテナ17が周波数混合部19と直接接続されている。しかし、これは一例に過ぎず、受信アンテナ17と周波数混合部19との間に増幅器が接続されており、増幅器が、受信アンテナ17から出力された受信信号を増幅し、増幅後の受信信号を周波数混合部19に出力するようにしてもよい。
【0016】
ビート信号生成部18は、周波数混合部19、フィルタ部20及びアナログデジタル変換器(以下、「ADC(Analog to Digital Converter)」と称する)21を備えている。
ビート信号生成部18は、レーダ信号出力部11から出力されたそれぞれのレーダ信号の周波数と、送受信部15により受信されたそれぞれの反射波の周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成する。
ビート信号生成部18は、生成したそれぞれのビート信号を信号処理部22に出力する。
【0017】
周波数混合部19は、分配器14から出力された局部発振信号と受信アンテナ17から出力された受信信号とを混合することで、分配器14から出力された局部発振信号の周波数と、受信信号の周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成する。
周波数混合部19は、生成したビート信号をフィルタ部20に出力する。
フィルタ部20は、LPF(Low Pass Filter)又はBPF(Band Pass Filter)等によって実現される。
フィルタ部20は、周波数混合部19から出力されたビート信号に含まれているスプリアス等の不要な成分を抑圧し、不要成分抑圧後のビート信号をADC21に出力する。
ADC21は、フィルタ部20から出力されたビート信号をデジタルデータに変換し、デジタルデータを距離速度算出部23に出力する。
【0018】
信号処理部22は、距離速度算出部23、判定部24及び観測対象検出部25を備えている。
距離速度算出部23は、例えば、
図3に示す距離速度算出回路31によって実現される。
距離速度算出部23は、ビート信号生成部18のADC21から出力された複数のデジタルデータを用いて、観測対象までの距離及び観測対象との相対速度のそれぞれを繰り返し算出する。
距離速度算出部23は、繰り返し算出した距離及び相対速度のそれぞれを判定部24に出力する。
【0019】
判定部24は、例えば、
図3に示す判定回路32によって実現される。
判定部24は、距離速度算出部23により繰り返し算出された距離と、距離速度算出部23により繰り返し算出された相対速度とに基づいて、観測対象が、周波数が一定の電磁ノイズを出力しているノイズ源であるか否かを判定する。
周波数が一定の電磁ノイズは、周波数が全く変化しない電磁ノイズに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、周波数が微小に変化している電磁ノイズを含むものとする。電磁ノイズとしては、連続波(CW:Continuous Wave)の電磁波を想定している。
図2に示すレーダ装置1では、ノイズ源が、レーダ装置1の外部に存在している静止状態のノイズ源を想定している。ノイズ源としては、例えば、電気自動車を充電するためのワイヤレス充電装置が考えられる。
判定部24は、観測対象がノイズ源ではないと判定すれば、距離速度算出部23により算出された距離及び相対速度のそれぞれを観測対象検出部25に出力する。
【0020】
観測対象検出部25は、例えば、
図3に示す観測対象検出回路33によって実現される。
観測対象検出部25は、判定部24から出力された距離及び相対速度のそれぞれを取得する。
観測対象検出部25は、観測対象の検出結果として、取得した距離及び相対速度のそれぞれをレーダ装置1の外部に出力する。
【0021】
図2では、信号処理部22の構成要素である距離速度算出部23、判定部24及び観測対象検出部25のそれぞれが、
図3に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、信号処理部22が、距離速度算出回路31、判定回路32及び観測対象検出回路33によって実現されるものを想定している。
ここで、距離速度算出回路31、判定回路32及び観測対象検出回路33のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
【0022】
信号処理部22の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、信号処理部22がソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、DSP(Digital Signal Processor)が該当する。
【0023】
図4は、信号処理部22がソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
信号処理部22がソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、距離速度算出部23、判定部24及び観測対象検出部25の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ41に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ42がメモリ41に格納されているプログラムを実行する。
図5は、信号処理部22の処理手順である信号処理方法を示すフローチャートである。
【0024】
また、
図3では、信号処理部22の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、
図4では、信号処理部22がソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、信号処理部22における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。
【0025】
図6は、信号処理部22の距離速度算出部23を示す構成図である。
図7は、距離速度算出部23の処理手順を示すフローチャートである。
図6において、第1のスペクトル算出部51は、出力制御部12から出力された制御信号が示す出力タイミングに同期して、ADC21から出力されたデジタルデータを繰り返し取得する。
第1のスペクトル算出部51は、繰り返し取得したそれぞれのデジタルデータを距離方向にフーリエ変換することで、第1の周波数スペクトルを繰り返し算出する。
第1のスペクトル算出部51は、繰り返し算出したそれぞれの第1の周波数スペクトルを第2のスペクトル算出部52に出力する。
【0026】
第2のスペクトル算出部52は、第1のスペクトル算出部51からK(Kは、2以上の整数)個の第1の周波数スペクトルを繰り返し取得する。
第2のスペクトル算出部52は、K個の第1の周波数スペクトルを取得する毎に、K個の第1の周波数スペクトルをドップラ方向にフーリエ変換することで、第2の周波数スペクトルを算出する。
第2のスペクトル算出部52は、算出した複数の第2の周波数スペクトルを距離速度算出処理部53に出力する。
また、第2のスペクトル算出部52は、K個の第1の周波数スペクトルを積算し、積算後の第1の周波数スペクトルを距離速度算出処理部53に出力する。
【0027】
距離速度算出処理部53は、第2のスペクトル算出部52から出力された積算後の第1の周波数スペクトルのピーク値に対応している周波数であるビート周波数を検出する。
距離速度算出処理部53は、検出したビート周波数から観測対象までの距離を算出する。
距離速度算出処理部53は、第2のスペクトル算出部52から出力された第2の周波数スペクトルのピーク値に対応している周波数であるドップラ周波数を検出する。
距離速度算出処理部53は、検出したドップラ周波数から観測対象との相対速度を算出する。
距離速度算出処理部53は、算出した観測対象までの距離及び観測対象との相対速度のそれぞれを判定部24に出力する。
【0028】
次に、
図2に示すレーダ装置1の動作について説明する。
図8は、レーダ信号、受信信号、ビート信号及び距離速度算出部23の信号処理を示す説明図である。
図9は、電磁ノイズがADC21に入力されている場合の、レーダ信号、受信信号、ビート信号及び距離速度算出部23の信号処理を示す説明図である。
図8及び
図9において、Tx(1)、Tx(2)、Tx(3)、・・・、Tx(K)は、レーダ信号を示し、Rx(1)、Rx(2)、Rx(3)、・・・、Rx(K)は、受信信号を示している。
レーダ信号Tx(k)(k=1,・・・,K)は、時間の経過に伴って周波数が変化する周波数変調信号である。Tは、レーダ信号Tx(k)の掃引時間であり、usオーダの時間である。BWは、レーダ信号Tx(k)の周波数帯域幅である。
【0029】
まず、出力制御部12は、レーダ信号Tx(k)の出力タイミングを示す制御信号を信号源13及び距離速度算出部23のそれぞれに出力する。
レーダ信号Tx(k)の出力タイミングは、
図8及び
図9に示すように、掃引時間Tよりも長い時間間隔である。
信号源13は、出力制御部12から出力された制御信号が示す出力タイミングに従って、レーダ信号Tx(k)を分配器14に繰り返し出力する。
分配器14は、信号源13からレーダ信号Tx(k)を受ける毎に、レーダ信号Tx(k)を2つに分配する。
分配器14は、分配後の一方のレーダ信号Tx(k)を送信アンテナ16に出力し、分配後の他方のレーダ信号Tx(k)を局部発振信号Lo(k)として周波数混合部19に出力する。
【0030】
送信アンテナ16は、分配器14からレーダ信号Tx(k)を受ける毎に、レーダ信号Tx(k)を空間に放射する。
受信アンテナ17は、送信アンテナ16からレーダ信号Tx(k)が空間に放射されたのち、観測対象に反射されたレーダ信号Tx(k)を反射波として受信し、受信した反射波の受信信号Rx(k)を周波数混合部19に出力する。
【0031】
周波数混合部19は、分配器14から局部発振信号Lo(k)を受けて、受信アンテナ17から受信信号Rx(k)を受ける毎に、局部発振信号Lo(k)と受信信号Rx(k)とを混合する。
周波数混合部19は、局部発振信号Lo(k)と受信信号Rx(k)とを混合することで、局部発振信号Lo(k)の周波数と、受信信号Rx(k)の周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成する。
周波数混合部19は、ビート信号を生成する毎に、生成したビート信号をフィルタ部20に出力する。
なお、周波数混合部19は、分配器14から局部発振信号Lo(k)が出力されていない期間は、ビート信号の生成を行わず、ビート信号をフィルタ部20に出力しない。
【0032】
フィルタ部20は、周波数混合部19からビート信号を受ける毎に、ビート信号に含まれているスプリアス等の不要な成分を抑圧し、不要成分抑圧後のビート信号をADC21に出力する。
ADC21は、フィルタ部20からビート信号を受ける毎に、ビート信号をデジタルデータに変換し、デジタルデータを距離速度算出部23に出力する。
ノイズ源から出力された電磁ノイズは、ADC21に入力されて、
図9に示すように、電磁ノイズがビート信号と重畳されてしまうことがある。
ADC21の動作期間は、周波数混合部19がビート信号をフィルタ部20に出力している期間に相当する。
【0033】
距離速度算出部23は、ADC21から繰り返し出力された複数のデジタルデータを用いて、観測対象までの距離及び観測対象との相対速度のそれぞれを繰り返し算出する(
図5のステップST1)。
距離速度算出部23は、繰り返し算出した距離及び相対速度のそれぞれを判定部24に出力する。
以下、距離速度算出部23の算出処理を具体的に説明する。
【0034】
第1のスペクトル算出部51は、出力制御部12から出力された制御信号が示す出力タイミングに同期して、分配器14から局部発振信号Lo(k)が出力されている期間中に、ADC21から出力されたデジタルデータを繰り返し取得する。
第1のスペクトル算出部51は、ADC21からデジタルデータを取得する毎に、デジタルデータを距離方向にフーリエ変換することで、第1の周波数スペクトルを算出する(
図7のステップST11)。
図8及び
図9において、FFT(1)は、第1のスペクトル算出部51による距離方向のフーリエ変換を示している。
【0035】
デジタルデータが距離方向にフーリエ変換されることで、観測対象からの反射波の受信信号Rx(k)(k=1,・・・,K)のスペクトル値が、以下の式(1)に示すビート周波数F
sb_rに積算される。
式(1)において、Rは、
図2に示すレーダ装置1から観測対象までの距離、cは、光速である。
また、デジタルデータが距離方向にフーリエ変換されることで、電磁ノイズのスペクトル値は、電磁ノイズの周波数F
n_rに積算される。
第1のスペクトル算出部51は、K個の第1の周波数スペクトルを算出する毎に、K個の第1の周波数スペクトルを第2のスペクトル算出部52に出力する。
【0036】
第2のスペクトル算出部52は、第1のスペクトル算出部51からK個の第1の周波数スペクトルを繰り返し取得する。
第2のスペクトル算出部52は、K個の第1の周波数スペクトルを取得する毎に、K個の第1の周波数スペクトルをドップラ方向にフーリエ変換することで、第2の周波数スペクトルを算出する(
図7のステップST12)。
図8及び
図9において、FFT(2)は、第2のスペクトル算出部52によるドップラ方向のフーリエ変換を示している。
【0037】
K個の第1の周波数スペクトルがドップラ方向にフーリエ変換されることで、観測対象からの反射波の受信信号Rx(k)のスペクトル値は、
図2に示すレーダ装置1と観測対象との相対速度に対応する、以下の式(2)に示すドップラ周波数F
sb_vに積算される。
式(2)において、fは、局部発振信号Lo(k)の中心周波数、vは、
図2に示すレーダ装置1と観測対象との相対速度である。
また、K個の第1の周波数スペクトルがドップラ方向にフーリエ変換されることで、電磁ノイズのスペクトル値は、
図2に示すレーダ装置1とノイズ源との相対速度に対応するドップラ周波数F
n_vに積算される。
第2のスペクトル算出部52は、第2の周波数スペクトルを算出する毎に、第2の周波数スペクトルを距離速度算出処理部53に出力する。
また、第2のスペクトル算出部52は、K個の第1の周波数スペクトルを積算し、積算後の第1の周波数スペクトルを距離速度算出処理部53に出力する。
【0038】
距離速度算出処理部53は、距離速度算出処理部53から積算後の第1の周波数スペクトルを受ける毎に、第1の周波数スペクトルのピーク値に対応しているビート周波数F
sb_rを検出する。
具体的には、距離速度算出処理部53は、第1の周波数スペクトルに含まれている複数のスペクトル値と、ビート周波数検出用の閾値Th
bとを比較する。
距離速度算出処理部53は、複数のスペクトル値の中で、閾値Th
bよりも大きなスペクトル値をピーク値として検出する。ビート周波数検出用の閾値Th
bは、距離速度算出処理部53の内部メモリに格納されていてもよいし、レーダ装置1の外部から与えられるものであってもよい。
距離速度算出処理部53は、ピーク値を検出すると、第1の周波数スペクトルにおいて、ピーク値に対応する周波数をビート周波数F
sb_rとして検出する。
距離速度算出処理部53により検出されたビート周波数F
sb_rは、観測対象に係る周波数である可能性があるが、ADC21に電磁ノイズが入力されている場合には、電磁ノイズの周波数F
n_rである可能性もある。
【0039】
距離速度算出処理部53は、第1の周波数スペクトルのピーク値に対応しているビート周波数F
sb_rを検出すると、ビート周波数F
sb_rを以下の式(3)に代入して、
図2に示すレーダ装置1から観測対象までの距離Rを算出する(
図7のステップST13)。
距離速度算出処理部53により算出される距離Rは、観測対象までの距離である可能性があるが、ADC21に電磁ノイズが入力されている場合には、電磁ノイズによる誤検出距離である可能性もある。
【0040】
距離速度算出処理部53は、距離速度算出処理部53から第2の周波数スペクトルを受ける毎に、第2の周波数スペクトルのピーク値に対応しているドップラ周波数F
sb_vを検出する。
具体的には、距離速度算出処理部53は、第2の周波数スペクトルに含まれている複数のスペクトル値と、ドップラ周波数検出用の閾値Th
dとを比較する。
距離速度算出処理部53は、複数のスペクトル値の中で、閾値Th
dよりも大きなスペクトル値をピーク値として検出する。ドップラ周波数検出用の閾値Th
dは、距離速度算出処理部53の内部メモリに格納されていてもよいし、レーダ装置1の外部から与えられるものであってもよい。
距離速度算出処理部53は、ピーク値を検出すると、第2の周波数スペクトルにおいて、ピーク値に対応する周波数をドップラ周波数F
sb_vとして検出する。
距離速度算出処理部53により検出されたドップラ周波数F
sb_vは、観測対象に係る周波数である可能性があるが、ADC21に電磁ノイズが入力されている場合には、電磁ノイズのドップラ周波数F
n_vである可能性もある。
【0041】
距離速度算出処理部53は、第2の周波数スペクトルのピーク値に対応しているドップラ周波数F
sb_vを検出すると、ドップラ周波数F
sb_vを以下の式(4)に代入して、
図2に示すレーダ装置1と観測対象との相対速度vを算出する(
図7のステップST13)。
距離速度算出処理部53により算出される相対速度vは、観測対象との相対速度である可能性があるが、ADC21に電磁ノイズが入力されている場合には、ノイズ源との相対速度である可能性もある。
距離速度算出処理部53は、距離R及び相対速度vのそれぞれを算出する毎に、距離R及び相対速度vのそれぞれを判定部24に出力する。
【0042】
判定部24は、距離速度算出部23により繰り返し算出された距離Rと、距離速度算出部23により繰り返し算出された相対速度vとに基づいて、観測対象がノイズ源であるか否かを判定する(
図5のステップST2)。
判定部24は、観測対象がノイズ源ではないと判定すれば(
図5のステップST3:NOの場合)、距離速度算出部23により算出された距離及び相対速度のそれぞれを観測対象検出部25に出力する。
判定部24は、観測対象がノイズ源であると判定すれば(
図5のステップST3:YESの場合)、距離速度算出部23により算出された距離及び相対速度のそれぞれを破棄する。
【0043】
以下、判定部24による判定処理を具体的に説明する。
図10は、判定部24による判定処理を示すフローチャートである。
判定部24は、距離速度算出部23により繰り返し算出されたM(Mは、2以上の整数)個の距離Rと、M個の相対速度vとを取得する(
図10のステップST21)。
ここでは、説明の簡単化のため、距離速度算出部23により繰り返し算出されたM個の距離Rの全てが、観測対象までの距離、又は、電磁ノイズによる誤検出距離であるとする。
また、距離速度算出部23により繰り返し算出されたM個の相対速度vの全てが、観測対象との相対速度、又は、ノイズ源との相対速度であるとする。
【0044】
判定部24は、取得したM個の距離Rの変化が第1の閾値以内であるか否かを判定する(
図10のステップST22)。
第1の閾値としては、例えば、距離速度算出部23により算出される距離Rの分解能±αの値が用いられる。αは、距離Rの分解能の例えば1.2倍の値である。
第1の閾値は、判定部24の内部メモリに格納されていてもよいし、レーダ装置1の外部から与えられるものであってもよい。
ノイズ源から出力される電磁ノイズの周波数は、一定の周波数であるため、距離速度算出部23により算出された距離Rが、電磁ノイズによる誤検出距離であれば、距離速度算出部23により繰り返し算出されるM個の距離Rの変化が、第1の閾値以内になると考えられる。
【0045】
例えば、観測対象が、ノイズ源のように静止していても、
図2に示すレーダ装置1が移動していれば、
図2に示すレーダ装置1と観測対象との距離が変化する。静止している観測対象としては、例えば、ガードレールが考えられる。
したがって、観測対象が静止物である場合、
図2に示すレーダ装置1が移動していれば、距離速度算出部23により繰り返し算出されるM個の距離Rの変化が、第1の閾値よりも大きくなると考えられる。
【0046】
例えば、観測対象が、
図2に示すレーダ装置1を実装している車両の対向車両である場合、
図2に示すレーダ装置1が移動していれば、
図2に示すレーダ装置1と観測対象との距離が大きく変化する。
したがって、観測対象が対向車両である場合、
図2に示すレーダ装置1が移動していれば、距離速度算出部23により繰り返し算出されるM個の距離Rの変化が、第1の閾値よりも大きくなると考えられる。
例えば、観測対象が、
図2に示すレーダ装置1を実装している車両の先行車両である場合、
図2に示すレーダ装置1が移動していても、
図2に示すレーダ装置1と観測対象との距離がほとんど変化しないことがある。
図2に示すレーダ装置1を実装している車両が、先行車両とほぼ同じ速度で同一方向に走行している場合、
図2に示すレーダ装置1と観測対象との距離がほとんど変化しない。
したがって、観測対象が先行車両である場合、
図2に示すレーダ装置1が移動していても、距離速度算出部23により繰り返し算出されるM個の距離Rの変化が、第1の閾値よりも大きくならないことがある。
【0047】
判定部24は、M個の距離Rの変化が第1の閾値よりも大きいと判定すれば(
図10のステップST22:NOの場合)、観測対象がノイズ源ではないと判定する(
図10のステップST25)。
観測対象がガードレール等の静止物である場合のほか、例えば、観測対象が対向車両である場合、判定部24によって、「観測対象がノイズ源ではない」と判定される。
例えば、観測対象が先行車両である場合、この段階では、判定部24によって、「観測対象がノイズ源ではない」とする判定が行われない。
【0048】
判定部24は、M個の距離Rの変化が第1の閾値以内であると判定すれば(
図10のステップST22:YESの場合)、取得したM個の相対速度vの全てが第2の閾値よりも大きいか否かを判定する(
図10のステップST23)。
第2の閾値としては、例えば、時速1kmが用いられる。しかし、これは一例に過ぎず、第2の閾値は、時速2km又は時速3km等であってもよい。
ノイズ源は静止しているため、
図2に示すレーダ装置1が移動していれば、
図2に示すレーダ装置1とノイズ源との相対速度vが、0よりも大きな相対速度になる。したがって、距離速度算出部23により算出された相対速度vが、ノイズ源との相対速度であれば、距離速度算出部23により繰り返し算出されるM個の相対速度vの全てが、第2の閾値よりも大きい可能性が高い。
例えば、観測対象が先行車両であるとき、
図2に示すレーダ装置1を実装している車両が、先行車両とほぼ同じ速度で同一方向に走行していれば、
図2に示すレーダ装置1と先行車両との相対速度vが0に近い相対速度になる。したがって、距離速度算出部23により算出された相対速度vが、先行車両との相対速度であれば、距離速度算出部23により繰り返し算出されるM個の相対速度vのうち、1つ以上の相対速度vが、第2の閾値以内になる可能性が高い。
【0049】
判定部24は、取得したM個の相対速度vの全てが、第2の閾値よりも大きいと判定すれば(
図10のステップST23:YESの場合)、観測対象がノイズ源であると判定する(
図10のステップST24)。
レーダ装置1の外部に存在している静止状態のノイズ源は、判定部24によって、「観測対象がノイズ源である」と判定される可能性が高い。
判定部24は、取得したM個の相対速度vのうち、1つ以上の相対速度vが、第2の閾値以内であると判定すれば(
図10のステップST23:NOの場合)、観測対象がノイズ源ではないと判定する(
図10のステップST25)。
例えば、観測対象が先行車両である場合、判定部24によって、「観測対象がノイズ源ではない」と判定される可能性が高い。
【0050】
ここでは、説明の簡単化のため、距離速度算出部23により繰り返し算出されたM個の距離Rの全てが、観測対象までの距離、又は、電磁ノイズによる誤検出距離であるとしている。
また、距離速度算出部23により繰り返し算出されたM個の相対速度vの全てが、観測対象との相対速度、又は、ノイズ源との相対速度であるとしている。
しかし、観測対象からの反射波が受信アンテナ17によって受信されたタイミングで、ノイズ源から出力された電磁ノイズがADC21に入力された場合、例えば、観測対象の数が1つであれば、距離速度算出部23が、M回の算出処理のそれぞれにおいて、2つの距離Rを算出する。2つの距離Rのうち、一方の距離Rは、観測対象までの距離Rであり、他方の距離Rは、電磁ノイズによる誤検出距離Rである。ただし、距離速度算出部23は、算出した2つの距離Rのうち、いずれの距離Rが、観測対象までの距離Rであって、いずれの距離Rが、電磁ノイズによる誤検出距離Rであるかを判別することができない。
また、距離速度算出部23が、M回の算出処理のそれぞれにおいて、2つの相対速度vを算出する。2つの相対速度vのうち、一方の相対速度vは、観測対象との相対速度vであり、他方の相対速度vは、ノイズ源との相対速度vである。ただし、距離速度算出部23は、算出した2つの相対速度vのうち、いずれの相対速度vが、観測対象との相対速度vであって、いずれの相対速度vが、ノイズ源との相対速度vであるかを判別することができない。
【0051】
判定部24は、距離速度算出部23から、M回の算出処理の処理結果として、(2×M)個の距離Rと、(2×M)個の相対速度vとを取得する。
判定部24は、距離速度算出部23から(2×M)個の距離Rを取得すると、(2×M)個の距離Rを、観測対象に係るグループと、ノイズ源に係るグループとに分類する。ここでは、説明の便宜上、観測対象に係るグループがグループ(1)、ノイズ源に係るグループがグループ(2)であるとする。
また、判定部24は、距離速度算出部23から(2×M)個の相対速度vを取得すると、(2×M)個の相対速度vを、観測対象に係るグループ(1)と、ノイズ源に係るグループ(2)とに分類する。
(2×M)個の距離Rを2つのグループ(1)(2)に分類する処理、及び(2×M)個の相対速度vを2つのグループ(1)(2)に分類する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【0052】
判定部24は、2つのグループ(1)(2)のそれぞれについて、上記の判定処理を実施することで、観測対象がノイズ源であるか否かを判定する(
図5のステップST2)。
判定部24は、観測対象がノイズ源でなければ(
図5のステップST3:NOの場合)、観測対象までの距離R及び観測対象との相対速度vのそれぞれを観測対象検出部25に出力する。
上記の判定処理を実施することで、グループ(1)が、観測対象に係るグループであることが判明するため、判定部24は、観測対象までの距離Rとして、グループ(1)に属する距離Rを観測対象検出部25に出力する。また、判定部24は、観測対象との相対速度vとして、グループ(1)に属する相対速度vを観測対象検出部25に出力する。
【0053】
判定部24は、観測対象がノイズ源であれば(
図5のステップST3:YESの場合)、電磁ノイズによる誤検出距離R及びノイズ源との相対速度vのそれぞれを破棄する。
上記の判定処理を実施することで、グループ(2)が、ノイズ源に係るグループであることが判明するため、判定部24は、電磁ノイズによる誤検出距離Rとして、グループ(2)に属する距離Rを破棄する。また、判定部24は、ノイズ源との相対速度vとして、グループ(2)に属する相対速度vを破棄する。
【0054】
観測対象検出部25は、判定部24から出力された距離R及び相対速度vのそれぞれを取得する。
観測対象検出部25は、観測対象の検出結果として、取得した距離R及び相対速度vのそれぞれをレーダ装置1の外部に出力する(
図5のステップST4)。
【0055】
以上の実施の形態1では、距離速度算出部23により繰り返し算出された距離と、距離速度算出部23により繰り返し算出された相対速度とに基づいて、観測対象が、周波数が一定の電磁ノイズを出力しているノイズ源であるか否かを判定する判定部24を備えるように、レーダ装置1を構成した。したがって、レーダ装置1は、送信されるレーダ信号が、周波数の上昇区間と周波数の下降区間との双方を有しているレーダ信号でなくても、観測対象がノイズ源であるか否かを判定することができる。
【0056】
実施の形態2.
実施の形態2では、レーダ装置1の絶対速度を繰り返し取得する絶対速度取得部61を備えるレーダ装置1について説明する。
図11は、実施の形態2に係るレーダ装置1を示す構成図である。
図11において、
図2と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図11に示すレーダ装置1も、
図2に示すレーダ装置1と同様に、車載装置に実装される。
【0057】
絶対速度取得部61は、速度センサ62を備えている。
絶対速度取得部61は、出力制御部12から出力される制御信号が示すタイミングに同期して、レーダ装置1の移動速度を絶対速度Vzとして繰り返し取得し、繰り返し取得した絶対速度Vzを判定部26に出力する。
速度センサ62は、レーダ装置1の絶対速度Vzを検出するセンサである。
速度センサ62は、絶対速度取得部61に内蔵されている必要はなく、絶対速度取得部61の外部に設けられていてもよい。
速度センサ62は、レーダ装置1が実装されている車載装置に内蔵されている速度計であってもよい。
【0058】
判定部26は、例えば、
図3に示す判定回路32によって実現される。
判定部26は、距離速度算出部23により繰り返し算出された距離Rと、距離速度算出部23により繰り返し算出された相対速度vと、絶対速度取得部61により繰り返し取得された絶対速度Vzとに基づいて、観測対象がノイズ源であるか否かを判定する。
周波数が一定の電磁ノイズは、周波数が全く変化しない電磁ノイズに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、周波数が微小に変化している電磁ノイズを含むものとする。電磁ノイズとしては、CWの電磁波を想定している。
実施の形態2のレーダ装置1では、ノイズ源が、レーダ装置1の外部に存在している静止状態のノイズ源のほか、レーダ装置1が実装されている車載装置の内部に存在しているノイズ源、あるいは、車載装置が実装されている車両の内部に存在しているノイズ源を想定している。以下、車載装置の内部に存在しているノイズ源及び車両の内部に存在しているノイズ源のそれぞれを、車載装置等に存在しているノイズ源と称する。
車載装置等に存在しているノイズ源としては、インバータ等の電力変換装置が考えられる。
判定部26は、観測対象がノイズ源ではないと判定すれば、距離速度算出部23により算出された距離及び相対速度のそれぞれを観測対象検出部25に出力する。
【0059】
次に、
図11に示すレーダ装置1の動作について説明する。絶対速度取得部61及び判定部26以外は、
図2に示すレーダ装置1と同様であるため、ここでは、主に、絶対速度取得部61及び判定部26の動作について説明する。
図12は、判定部26による判定処理を示すフローチャートである。
【0060】
絶対速度取得部61は、出力制御部12から出力される制御信号が示すタイミングに同期して、M個の絶対速度Vzを繰り返し取得する。
絶対速度取得部61は、取得したM個の絶対速度Vzを判定部26に出力する。
判定部26は、
図2に示す判定部24と同様に、M個の距離Rの変化が第1の閾値以内であるか否かを判定する(
図12のステップST22)。
また、判定部26は、
図2に示す判定部24と同様に、M個の相対速度vの全てが、第2の閾値よりも大きいか否かを判定する(
図12のステップST23)。
【0061】
ノイズ源が、レーダ装置1の外部に存在している静止状態のノイズ源である場合、
図11に示すレーダ装置1が移動していれば、
図11に示すレーダ装置1とノイズ源との相対速度vが、0よりも大きな相対速度になる。したがって、距離速度算出部23により繰り返し算出されたM個の相対速度vの全てが、第2の閾値よりも大きくなる可能性が高いため、レーダ装置1の外部に存在している静止状態のノイズ源は、判定部26によって、観測対象がノイズ源であると判定される可能性が高い。
【0062】
ノイズ源が、車載装置等に存在しているノイズ源である場合、
図11に示すレーダ装置1が移動していても、
図11に示すレーダ装置1とノイズ源との相対速度vが0になる。したがって、距離速度算出部23により繰り返し算出されたM個の相対速度vの全てが第2の閾値以内になるため、車載装置等に存在しているノイズ源は、ステップST23において、判定部26によって、観測対象がノイズ源であると判定されない。
しかし、ノイズ源が、車載装置等に存在しているノイズ源である場合、車両の加減速に伴って、絶対速度Vzが大きく変化する。したがって、絶対速度取得部61により取得されたM個の絶対速度Vzの変化が、第3の閾値以上になる可能性が高い。
【0063】
判定部26は、取得したM個の相対速度vのうち、1つ以上の相対速度vが、第2の閾値以内であると判定すれば(
図12のステップST23:NOの場合)、絶対速度取得部61により取得されたM個の絶対速度の変化が第3の閾値以上であるか否かを判定する(
図12のステップST26)。
第3の閾値としては、例えば、時速5kmが用いられる。しかし、これは一例に過ぎず、第3の閾値は、時速4km又は時速6km等であってもよい。
車載装置等に存在しているノイズ源は、絶対速度取得部61により取得されたM個の絶対速度の変化が第3の閾値以上になる可能性が高いため、判定部26によって、観測対象がノイズ源であると判定される可能性が高い。
【0064】
例えば、観測対象が先行車両であり、
図11に示すレーダ装置1を実装している車両が、先行車両と同じ速度で、先行車両を追走する、一定速度での隊列走行を行っている場合、
図11に示すレーダ装置1と観測対象との相対速度vが概ね0になる。
しかし、
図11に示すレーダ装置1を実装している車両が、隊列走行を行っていれば、絶対速度取得部61により取得されたM個の絶対速度の変化が第3の閾値よりも小さくなる可能性が高い。
当該先行車両が観測対象である場合、絶対速度取得部61により取得されたM個の絶対速度の変化が第3の閾値よりも小さくなる可能性が高いため、判定部26によって、観測対象がノイズ源であると判定されない可能性が高い。
【0065】
判定部26は、絶対速度取得部61から取得したM個の絶対速度の変化が第3の閾値以上であれば(
図12のステップST26:YESの場合)、観測対象がノイズ源であると判定する(
図12のステップST24)。
判定部26は、絶対速度取得部61から取得したM個の絶対速度の変化が第3の閾値よりも小さければ(
図12のステップST26:NOの場合)、観測対象がノイズ源ではないと判定する(
図12のステップST25)。
【0066】
以上の実施の形態2では、判定部26が、距離速度算出部23により繰り返し算出された距離と、距離速度算出部23により繰り返し算出された相対速度と、絶対速度取得部61により繰り返し取得された絶対速度とに基づいて、観測対象がノイズ源であるか否かを判定するように、レーダ装置1を構成した。したがって、レーダ装置1は、送信されるレーダ信号が、周波数の上昇区間と周波数の下降区間との双方を有しているレーダ信号でなくても、観測対象がノイズ源であるか否かを判定することができる。また、レーダ装置1は、観測対象として、車載装置等に存在しているノイズ源を誤って検出する可能性を低減することができる。
【0067】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。