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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022091352
(43)【公開日】2022-06-21
(54)【発明の名称】レーダー処理装置及びレーダー処理方法
(51)【国際特許分類】
G01S 13/34 20060101AFI20220614BHJP
G01S 13/931 20200101ALI20220614BHJP
【ＦＩ】
G01S13/34
G01S13/931
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020204146
(22)【出願日】2020-12-09
(71)【出願人】
【識別番号】000005290
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】391045897
【氏名又は名称】古河ＡＳ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100205659
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 拓也
(74)【代理人】
【識別番号】100114292
【弁理士】
【氏名又は名称】来間 清志
(72)【発明者】
【氏名】山村 隆介
(72)【発明者】
【氏名】大谷 栄介
【テーマコード（参考）】
5J070
【Ｆターム（参考）】
5J070AB01
5J070AB17
5J070AC01
5J070AC02
5J070AC06
5J070AC12
5J070AC13
5J070AE01
5J070AE09
5J070AF03
5J070AH12
5J070AH31
5J070AK40
(57)【要約】
【課題】チャープ信号の設定数を従来よりも減らすことが可能なレーダー処理装置を提供する。
【解決手段】実施形態のレーダー処理装置は、入力部、速度処理部、位置処理部、想定位置処理部及び判定部を備える。入力部は、第１及び第２の信号の入力を受ける。速度処理部は、第１の物標グループの複数の速度候補を含む第１の速度推定値及び第２の物標グループの複数の速度候補を含む第２の速度推定値を求める。位置処理部は、第１の物標グループの第１の位置及び第２の物標グループの第２の位置を求める。想定位置処理部は、第１の物標グループについて、複数の速度候補ごとの第２のサイクルにおける想定位置範囲を求める。判定部は、第１の速度推定値と第２の速度推定値との差異が所定の範囲内であり、想定位置範囲内に第２の位置が存在する場合、第１の物標グループと第２の物標グループは、同一の物体から得られる物標のグループであると判定する。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態のレーダー処理装置は、入力部、速度処理部、位置処理部、想定位置処理部及び判定部を備える。入力部は、第１及び第２の信号の入力を受ける。速度処理部は、第１の物標グループの複数の速度候補を含む第１の速度推定値及び第２の物標グループの複数の速度候補を含む第２の速度推定値を求める。位置処理部は、第１の物標グループの第１の位置及び第２の物標グループの第２の位置を求める。想定位置処理部は、第１の物標グループについて、複数の速度候補ごとの第２のサイクルにおける想定位置範囲を求める。判定部は、第１の速度推定値と第２の速度推定値との差異が所定の範囲内であり、想定位置範囲内に第２の位置が存在する場合、第１の物標グループと第２の物標グループは、同一の物体から得られる物標のグループであると判定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信アンテナから送信され、物標により反射され、受信アンテナによって受信される信号に基づいて前記物標の位置情報を計測するレーダー処理装置において、
第１のサイクルにおいて第１の物標グループで反射した第１の前記信号、及び前記第１のサイクルより後の第２のサイクルにおいて第２の物標グループで反射した第２の前記信号の入力を受ける入力部と、
前記第１の信号を用いて、前記第１の物標グループの複数の速度候補を含む第１の速度推定値を求めるとともに、前記第２の信号を用いて、前記第２の物標グループの複数の速度候補を含む第２の速度推定値を求める速度処理部と、
前記第１の信号を用いて前記第１の物標グループの第１の位置を求め、前記第２の信号を用いて前記第２の物標グループの第２の位置を求める位置処理部と、
前記第１の物標グループについて、複数の前記速度候補ごとの前記第２のサイクルにおける想定位置を示す想定位置範囲を、前記第１の速度推定値及び前記第１の位置を用いて求める想定位置処理部と、
前記第１の速度推定値と前記第２の速度推定値との差異が第１の所定の範囲内であり、前記想定位置範囲内のいずれかに前記第２の位置が存在する場合、前記第１の物標グループと前記第２の物標グループは、同一の物体から得られる物標のグループであると判定する判定部と、を備えるレーダー処理装置。
第１のサイクルにおいて第１の物標グループで反射した第１の前記信号、及び前記第１のサイクルより後の第２のサイクルにおいて第２の物標グループで反射した第２の前記信号の入力を受ける入力部と、
前記第１の信号を用いて、前記第１の物標グループの複数の速度候補を含む第１の速度推定値を求めるとともに、前記第２の信号を用いて、前記第２の物標グループの複数の速度候補を含む第２の速度推定値を求める速度処理部と、
前記第１の信号を用いて前記第１の物標グループの第１の位置を求め、前記第２の信号を用いて前記第２の物標グループの第２の位置を求める位置処理部と、
前記第１の物標グループについて、複数の前記速度候補ごとの前記第２のサイクルにおける想定位置を示す想定位置範囲を、前記第１の速度推定値及び前記第１の位置を用いて求める想定位置処理部と、
前記第１の速度推定値と前記第２の速度推定値との差異が第１の所定の範囲内であり、前記想定位置範囲内のいずれかに前記第２の位置が存在する場合、前記第１の物標グループと前記第２の物標グループは、同一の物体から得られる物標のグループであると判定する判定部と、を備えるレーダー処理装置。
【請求項2】
前記複数の速度候補は、それぞれ折り返し回数が異なり、
前記想定位置処理部は、それぞれの前記折り返し回数を用いて複数の前記想定位置範囲を求める、請求項１に記載のレーダー処理装置。
前記想定位置処理部は、それぞれの前記折り返し回数を用いて複数の前記想定位置範囲を求める、請求項１に記載のレーダー処理装置。
【請求項3】
前記複数の想定位置範囲のうち、前記第２の位置が存在する前記想定位置範囲に基づいて折り返し回数を特定し、当該特定された折り返し回数を用いて、前記第１の物標グループ又は前記第２の物標グループの速度を確定する速度確定部をさらに備える、請求項２に記載のレーダー処理装置。
【請求項4】
送信アンテナから送信され、物標により反射され、受信アンテナによって受信される信号に基づいて前記物標の位置情報を計測するレーダー処理装置において、
第１のサイクルにおいて第１の物標グループで反射した第１の前記信号、及び前記第１のサイクルより後の第２のサイクルにおいて第２の物標グループで反射した第２の前記信号の入力を受ける入力部と、
前記第１の信号を用いて、前記第１の物標グループの複数の速度候補を含む第１の速度推定値を求めるとともに、前記第２の信号を用いて、前記第２の物標グループの複数の速度候補を含む第２の速度推定値を求める速度処理部と、
前記第１の信号を用いて前記第１の物標グループの第１の位置を求め、前記第２の信号を用いて前記第２の物標グループの第２の位置を求める位置処理部と、
前記第１の物標グループについて、複数の前記速度候補ごとの前記第２のサイクルにおける想定位置を示す想定位置範囲を、前記第１の速度推定値及び前記第１の位置を用いて求める想定位置処理部と、
前記第１の信号の振幅、前記第１の位置及び前記第２の位置を用いて前記第２の信号の振幅の推定値を求める振幅処理部と、
前記第１の速度推定値と前記第２の速度推定値との差異が第１の所定の範囲内であり、前記想定位置範囲内のいずれかに前記第２の位置が存在するとともに、前記第２の信号の振幅と前記推定値の差異が第２の所定の範囲内である場合、前記第１の物標グループと前記第２の物標グループは、同一の物体から得られる物標のグループであると判定する判定部と、を備えるレーダー処理装置。
第１のサイクルにおいて第１の物標グループで反射した第１の前記信号、及び前記第１のサイクルより後の第２のサイクルにおいて第２の物標グループで反射した第２の前記信号の入力を受ける入力部と、
前記第１の信号を用いて、前記第１の物標グループの複数の速度候補を含む第１の速度推定値を求めるとともに、前記第２の信号を用いて、前記第２の物標グループの複数の速度候補を含む第２の速度推定値を求める速度処理部と、
前記第１の信号を用いて前記第１の物標グループの第１の位置を求め、前記第２の信号を用いて前記第２の物標グループの第２の位置を求める位置処理部と、
前記第１の物標グループについて、複数の前記速度候補ごとの前記第２のサイクルにおける想定位置を示す想定位置範囲を、前記第１の速度推定値及び前記第１の位置を用いて求める想定位置処理部と、
前記第１の信号の振幅、前記第１の位置及び前記第２の位置を用いて前記第２の信号の振幅の推定値を求める振幅処理部と、
前記第１の速度推定値と前記第２の速度推定値との差異が第１の所定の範囲内であり、前記想定位置範囲内のいずれかに前記第２の位置が存在するとともに、前記第２の信号の振幅と前記推定値の差異が第２の所定の範囲内である場合、前記第１の物標グループと前記第２の物標グループは、同一の物体から得られる物標のグループであると判定する判定部と、を備えるレーダー処理装置。
【請求項5】
送信アンテナから送信され、物標により反射され、受信アンテナによって受信される信号に基づいて前記物標の位置情報を計測するレーダー処理方法において、
第１のサイクルにおいて第１の物標グループで反射した第１の前記信号、及び前記第１のサイクルより後の第２のサイクルにおいて第２の物標グループで反射した第２の前記信号の入力を受け、
前記第１の信号を用いて、前記第１の物標グループについての複数の速度候補を含む第１の速度推定値を求めるとともに、前記第２の信号を用いて、前記第２の物標グループについての複数の速度候補を含む第２の速度推定値を求め、
前記第１の信号を用いて前記第１の物標グループの第１の位置を求め、前記第２の信号を用いて前記第２の物標グループの第２の位置を求め、
前記第１の物標グループについて、複数の前記速度候補ごとの前記第２のサイクルにおける想定位置を示す想定位置範囲を、前記第１の速度推定値及び前記第１の位置を用いて求め、
前記第１の速度推定値と前記第２の速度推定値の差異が第１の所定の範囲内であり、前記想定位置範囲内のいずれかに前記第２の位置が存在する場合、前記第１の物標グループと前記第２の物標グループは、同一の物体から得られる物標のグループであると判定する、レーダー処理方法。
第１のサイクルにおいて第１の物標グループで反射した第１の前記信号、及び前記第１のサイクルより後の第２のサイクルにおいて第２の物標グループで反射した第２の前記信号の入力を受け、
前記第１の信号を用いて、前記第１の物標グループについての複数の速度候補を含む第１の速度推定値を求めるとともに、前記第２の信号を用いて、前記第２の物標グループについての複数の速度候補を含む第２の速度推定値を求め、
前記第１の信号を用いて前記第１の物標グループの第１の位置を求め、前記第２の信号を用いて前記第２の物標グループの第２の位置を求め、
前記第１の物標グループについて、複数の前記速度候補ごとの前記第２のサイクルにおける想定位置を示す想定位置範囲を、前記第１の速度推定値及び前記第１の位置を用いて求め、
前記第１の速度推定値と前記第２の速度推定値の差異が第１の所定の範囲内であり、前記想定位置範囲内のいずれかに前記第２の位置が存在する場合、前記第１の物標グループと前記第２の物標グループは、同一の物体から得られる物標のグループであると判定する、レーダー処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーダー処理装置及びレーダー処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
車両などに搭載されたレーダーにおいて、物体のトラッキング及び識別、並びに自車の走行状況の判断など行うには、クラスタリング及びマッチング処理などが必要となる。クラスタリングは、得られた物標から同一物体からの物標を分別し、塊（クラスター）にまとめるものである。マッチング処理は、複数サイクルのクラスター情報の中から同一物体から得られたクラスターを関連づける処理である。クラスタリング及びマッチング処理などが正しく実行されない要因として、検出された物標の位置が互いに近い場合、及びゴーストの影響による場合などがある。ゴーストは、対象となる車両の他に対向車、別レーンを走行する車両、ガードレール、又は路側の建物などがある環境によって発生するマルチパスにより本来物標が存在しない位置に物標を検出することである。物標の位置が互いに近い場合及びゴーストが発生している場合、レーダー装置は、物標の位置情報と振幅情報のみを利用したクラスタリング及びマッチングなどでは物標の分別をすることができない場合がある。このため、レーダー装置は、特許文献１に記載の方法のように、検出された物標情報それぞれがもつ速度情報も利用することで複数サイクルの物標情報から同一物体を分別する処理を行っている。
【0003】
レーダーの方式として、周波数が連続的に増加又は減少するチャープ信号をレーダー信号として使用し、物標までの距離及び物標の速度を計測する方式としてＦＣＭ（fast chirp modulation）及びＦＭＣＷ（frequency-modulated continuous-wave）などの方式がある。例としてＦＣＭ方式のレーダー装置について説明する。ＦＣＭ方式のレーダー装置は、レーダー信号の送受信信号から生成されたビート信号に２次元高速フーリエ変換（ＦＦＴ（fast Fourier transform））を適用する。そして、レーダー装置は、ビート信号の周波数を用いて、物標までの距離を求める。また、レーダー装置は、同一物標について連続的に検出される周波数成分の位相回転を用いて、物標に対する相対速度を求める。ただし、検出された位相θＭは、折り返している、すなわち、異なる相対速度であっても同じ位相θＭを与える可能性があり、実際の位相θＡは、
θＡ＝θＭ＋２π×Ｎｖ（Ｎｖは、は整数） （１）
で表すことができる。位相回転から求められる速度の情報から折り返し回数であるＮｖの値を判断することができないため、位相θＡには曖昧性が含まれる。このため、クラスタリング又はグルーピングの処理を行う前に特許文献２のような方法により、速度の曖昧さを解消する必要がある。ここで、チャープ信号の最大検知速度Ｖｍａｘは、下式（２）で示される。
Ｖｍａｘ＝ｃ／（４×ｆｃ×Ｔｃ) （２）
ｃは光速、ｆｃはチャープ信号の中心周波数、Ｔｃはチャープ信号の繰返し周期を示す。最大検知速度Ｖｍａｘは、折り返しなく検知できる速度の大きさの最大値であり、折り返しなく速度を検知できる範囲は－Ｖｍａｘ～Ｖｍａｘである。したがって、折り返しが発生した場合、レーダー装置は、－Ｖｍａｘ～Ｖｍａｘの範囲の速度情報を得る。当該速度情報は、実際の速度とは異なる。このため、検出された物標それぞれがもつ速度情報を用いてクラスタリングやマッチング処理を行うには速度情報を確定させる処理が必要となる。
θＡ＝θＭ＋２π×Ｎｖ（Ｎｖは、は整数） （１）
で表すことができる。位相回転から求められる速度の情報から折り返し回数であるＮｖの値を判断することができないため、位相θＡには曖昧性が含まれる。このため、クラスタリング又はグルーピングの処理を行う前に特許文献２のような方法により、速度の曖昧さを解消する必要がある。ここで、チャープ信号の最大検知速度Ｖｍａｘは、下式（２）で示される。
Ｖｍａｘ＝ｃ／（４×ｆｃ×Ｔｃ) （２）
ｃは光速、ｆｃはチャープ信号の中心周波数、Ｔｃはチャープ信号の繰返し周期を示す。最大検知速度Ｖｍａｘは、折り返しなく検知できる速度の大きさの最大値であり、折り返しなく速度を検知できる範囲は－Ｖｍａｘ～Ｖｍａｘである。したがって、折り返しが発生した場合、レーダー装置は、－Ｖｍａｘ～Ｖｍａｘの範囲の速度情報を得る。当該速度情報は、実際の速度とは異なる。このため、検出された物標それぞれがもつ速度情報を用いてクラスタリングやマッチング処理を行うには速度情報を確定させる処理が必要となる。
【0004】
その方法として、特許文献２では繰り返し周期が異なる２つ以上のチャープ設定を用意している。折り返しが発生した場合、レーダー装置は、それぞれのチャープ信号から算出される速度情報が異なる速度情報となり、その関係性から正しい相対速度を求めることができる。しかしながら、チャープ信号の設定を複数用意することは、レーダー装置に必要なメモリ容量の増大によるコスト増加の要因、及び１サイクルの処理時間を増やす要因となってしまう場合がある。なお、当該メモリは、チャープ設定についての情報のほか、それぞれ異なるチャープ設定のチャープ信号ごとに、算出した情報を記憶する。当該メモリは、当該情報を、全てのチャープ設定におけるレーダー測定が終了するまで保持する必要があるため、必要なメモリ容量が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第８３７８８８３号明細書
【特許文献2】米国特許第９７９１５４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述した事象を鑑み、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、チャープ信号の設定数の増大を抑制しつつ、物標の検出処理を精度よく実行することが可能なレーダー処理装置及びレーダー処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態のレーダー処理装置は、送信アンテナから送信され、物標により反射され、受信アンテナによって受信される信号に基づいて前記物標の位置情報を計測する。実施形態のレーダー処理装置は、入力部、速度処理部、位置処理部、想定位置処理部及び判定部を備える。入力部は、第１のサイクルにおいて第１の物標グループで反射した第１の前記信号、及び前記第１のサイクルより後の第２のサイクルにおいて第２の物標グループで反射した第２の前記信号の入力を受ける。速度処理部は、前記第１の信号を用いて、前記第１の物標グループの複数の速度候補を含む第１の速度推定値を求めるとともに、前記第２の信号を用いて、前記第２の物標グループの複数の速度候補を含む第２の速度推定値を求める。位置処理部は、前記第１の信号を用いて前記第１の物標グループの第１の位置を求め、前記第２の信号を用いて前記第２の物標グループの第２の位置を求める。想定位置処理部は、前記第１の物標グループについて、複数の前記速度候補ごとの前記第２のサイクルにおける想定位置を示す想定位置範囲を、前記第１の速度推定値及び前記第１の位置を用いて求める。判定部は、前記第１の速度推定値と前記第２の速度推定値との差異が第１の所定の範囲内であり、前記想定位置範囲内のいずれかに前記第２の位置が存在する場合、前記第１の物標グループと前記第２の物標グループは、同一の物体から得られる物標のグループであると判定する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、チャープ信号の設定数の増大を抑制しつつ、物標の検出処理を精度よく実行することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施形態に係るレーダー装置について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、各部の縮尺を適宜変更している場合がある。また、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、説明のため、構成を省略して示している場合がある。また、各図面及び本明細書中において、同一の符号は同様の要素を示す。
図１は、実施形態に係るレーダー装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。
図１は、実施形態に係るレーダー装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。
【0011】
レーダー装置１は、例えば車両などに搭載され、他の車両、道路設備、建造物、障害物、動物及びその他の物体などの対象物Ｔについて、位置情報、距離及び相対速度などの物理量を計測する。なお、図１には１つの対象物Ｔを示しているが、対象物Ｔは複数あっても良い。レーダー装置１は、例えば、周波数が時間経過で連続的に増加又は減少するチャープ信号を送信することで対象物Ｔについての物理量を検出するＦＣＭ方式又はＦＭＣＷ方式などのレーダー方式を用いる。チャープ信号は、例えば、開始周波数（ｆｃ－ｆｋ）［Ｈｚ］から終了周波数（ｆｃ＋ｆｋ）［Ｈｚ］まで、周波数の時間変化率ｋ［Ｈｚ／ｓ］で、時間経過により周波数が増加又は減少する。なお、ｆｃ［Ｈｚ］は、チャープ信号の中心周波数を示す。ｆｋ及びｋが正数のチャープ信号は、時間経過で周波数が増加する。ｆｋ及びｋが負数のチャープ信号は、時間経過で周波数が減少する。なお、レーダー装置１は、パルス方式などのその他のレーダー方式であっても良い。以下の実施形態の説明は、ＦＣＭ方式を用いるレーダー装置１を例に説明している。
レーダー装置１は、一例として、送信部２、受信部３、ＡＤＣ（analog-to-digital converter）４、及び処理部５を含む。なお、レーダー装置１は、レーダー処理装置の一例である。
レーダー装置１は、一例として、送信部２、受信部３、ＡＤＣ（analog-to-digital converter）４、及び処理部５を含む。なお、レーダー装置１は、レーダー処理装置の一例である。
【0012】
送信部２は、送信信号Ｓ１を生成及び送信する。送信信号Ｓ１は、チャープ信号を所定の回数繰り返す信号を含む。送信部２は、一例として、送信アンテナ２４、送信制御部２１、信号生成部２２及び発振器２３を含む。
【0013】
送信制御部２１は、信号生成部２２を制御する。
信号生成部２２は、送信制御部２１による制御に基づき所望の周波数の信号を生成して出力する。
発振器２３は、信号生成部２２から出力される信号を所定の高周波信号に変調して送信信号Ｓ１として出力する。
送信アンテナ２４は、発振器２３から出力される送信信号Ｓ１を電磁波（電波）として空間に放射する。
信号生成部２２は、送信制御部２１による制御に基づき所望の周波数の信号を生成して出力する。
発振器２３は、信号生成部２２から出力される信号を所定の高周波信号に変調して送信信号Ｓ１として出力する。
送信アンテナ２４は、発振器２３から出力される送信信号Ｓ１を電磁波（電波）として空間に放射する。
【0014】
受信部３は、受信信号Ｒ１の受信などを行う。受信信号Ｒ１は、送信信号Ｓ１が対象物Ｔで反射した信号である。なお、通常、対象物Ｔ中の複数の部分（物標）で反射し、複数の受信信号Ｒ１として受信部３に受信される。すなわち、受信部３は、１又は複数の対象物Ｔのそれぞれにつき、１又は複数の物標で反射した１又は複数の受信信号Ｒ１を受信する。受信部３は、一例として、受信アンテナ３１及びミキサー３２を含む。
【0015】
受信アンテナ３１は、受信信号Ｒ１を受信して電気信号として出力する。
ミキサー３２は、受信アンテナ３１から出力される受信信号Ｒ１と、発振器２３から出力される送信信号Ｓ１をミキシングしてビート信号として出力する。ビート信号の周波数であるビート周波数ｆ０は、送信信号Ｓ１の周波数をｆＳ、受信信号Ｒ１の周波数をｆＲとすると、
ｆ０＝ｆＳ－ｆＲ （３）
である。ビート周波数ｆ０は、レーダー装置１と対象物Ｔとの距離ｄに比例する。すなわち、光速をｃとすると、
ｆ０＝（ｋ・２ｄ）／ｃ （４）
である。
ミキサー３２は、受信アンテナ３１から出力される受信信号Ｒ１と、発振器２３から出力される送信信号Ｓ１をミキシングしてビート信号として出力する。ビート信号の周波数であるビート周波数ｆ０は、送信信号Ｓ１の周波数をｆＳ、受信信号Ｒ１の周波数をｆＲとすると、
ｆ０＝ｆＳ－ｆＲ （３）
である。ビート周波数ｆ０は、レーダー装置１と対象物Ｔとの距離ｄに比例する。すなわち、光速をｃとすると、
ｆ０＝（ｋ・２ｄ）／ｃ （４）
である。
【0016】
ＡＤＣ４は、ビート信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する。
【0017】
図２は、処理部５のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。処理部５は、ＡＤＣ４から出力されるビート信号の入力を受ける。処理部５は、当該ビート信号に基づき各種処理を行う。処理部５は、一例として、プロセッサー５１、ＲＯＭ（read-only memory）５２、ＲＡＭ（random-access memory）５３及び補助記憶装置５４を含む。そして、バス５５などが、これら各部を接続する。なお、処理部５は、レーダー処理装置の一例である。
【0018】
プロセッサー５１は、処理部５の動作に必要な演算及び制御などの処理を行うコンピューターの中枢部分に相当する。プロセッサー５１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＭＰＵ（micro processing unit）、ＳｏＣ（system on a chip）、ＤＳＰ（digital signal processor）、ＧＰＵ（graphics processing unit）、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＰＬＤ（programmable logic device）又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などである。あるいは、プロセッサー５１は、これらのうちの複数を組み合わせたものである。プロセッサー５１は、ＲＯＭ５２又は補助記憶装置５４などに記憶されたファームウェア、システムソフトウェア及びアプリケーションソフトウェアなどのプログラムに基づいて、処理部５の各種の機能を実現するべく各部を制御する。また、プロセッサー５１は、当該プログラムに基づいて後述する処理を実行する。なお、当該プログラムの一部又は全部は、プロセッサー５１の回路内に組み込まれていても良い。
【0019】
ＲＯＭ５２及びＲＡＭ５３は、プロセッサー５１を中枢とするコンピューターの主記憶装置に相当する。
ＲＯＭ５２は、専らデータの読み出しに用いられる不揮発性メモリである。ＲＯＭ５２は、上記のプログラムのうち、例えばファームウェアなどを記憶する。また、ＲＯＭ５２は、プロセッサー５１が各種の処理を行う上で使用するデータなども記憶する。
ＲＡＭ５３は、データの読み書きに用いられるメモリである。ＲＡＭ５３は、プロセッサー５１が各種の処理を行う上で一時的に使用するデータを記憶するワークエリアなどとして利用される。ＲＡＭ５３は、典型的には揮発性メモリである。
ＲＯＭ５２は、専らデータの読み出しに用いられる不揮発性メモリである。ＲＯＭ５２は、上記のプログラムのうち、例えばファームウェアなどを記憶する。また、ＲＯＭ５２は、プロセッサー５１が各種の処理を行う上で使用するデータなども記憶する。
ＲＡＭ５３は、データの読み書きに用いられるメモリである。ＲＡＭ５３は、プロセッサー５１が各種の処理を行う上で一時的に使用するデータを記憶するワークエリアなどとして利用される。ＲＡＭ５３は、典型的には揮発性メモリである。
【0020】
補助記憶装置５４は、プロセッサー５１を中枢とするコンピューターの補助記憶装置に相当する。補助記憶装置５４は、例えばＥＥＰＲＯＭ（electric erasable programmable read-only memory）、ＨＤＤ（hard disk drive）又はフラッシュメモリなどである。補助記憶装置５４は、上記のプログラムのうち、例えば、システムソフトウェア及びアプリケーションソフトウェアなどを記憶する。また、補助記憶装置５４は、プロセッサー５１が各種の処理を行う上で使用するデータ、プロセッサー５１での処理によって生成されたデータ及び各種の設定値などを記憶する。
【0021】
バス５５は、コントロールバス、アドレスバス及びデータバスなどを含み、処理部５の各部で授受される信号を伝送する。
【0022】
図１の説明に戻る。
処理部５は、一例として、レーダー情報処理部６及びクラスター情報記録部７を含む。
レーダー情報処理部６は、ＡＤＣ４から出力されるビート信号に各種処理を行う。例えば、プロセッサー５１などが、ＲＯＭ５２又は補助記憶装置５４などに記憶されたプログラムに基づき、レーダー情報処理部６として機能する。レーダー情報処理部６は、一例として、距離演算部６１、速度演算部６２、ピーク検出部６３、角度演算部６４及び物標情報処理部６５を含む。
処理部５は、一例として、レーダー情報処理部６及びクラスター情報記録部７を含む。
レーダー情報処理部６は、ＡＤＣ４から出力されるビート信号に各種処理を行う。例えば、プロセッサー５１などが、ＲＯＭ５２又は補助記憶装置５４などに記憶されたプログラムに基づき、レーダー情報処理部６として機能する。レーダー情報処理部６は、一例として、距離演算部６１、速度演算部６２、ピーク検出部６３、角度演算部６４及び物標情報処理部６５を含む。
【0023】
距離演算部６１は、ビート信号の周波数又は受信信号Ｒ１に基づき、各物標について、レーダー装置１との相対距離を示す距離情報と、当該距離情報に対応する信号の強さを示す距離振幅情報を演算などによって求める。ＦＣＭ方式の場合、距離演算部６１は、ビート信号の周波数に基づき、距離情報及び距離振幅情報を求める。
【0024】
速度演算部６２は、ビート信号の位相変化又は受信信号Ｒ１に基づき、各物標について、レーダー装置１との相対速度を示す速度情報と、当該速度情報に対応する信号の強さを示す速度振幅情報を演算などによって求める。ＦＣＭ方式の場合、速度演算部６２は、ビート信号の位相変化に基づき、速度情報及び速度振幅情報を求める。
速度演算部６２による処理が終了した時点では、各物標についての情報を示す物標情報は、速度情報、距離情報及び振幅情報を含む。
速度演算部６２による処理が終了した時点では、各物標についての情報を示す物標情報は、速度情報、距離情報及び振幅情報を含む。
【0025】
レーダー情報処理部６は、距離演算部６１及び速度演算部６２の処理により得られる距離情報及び速度情報を用いて、距離情報と速度情報の２次元マップを作成することができる。これにより、レーダー情報処理部６は、特定の距離と速度における振幅情報を得ることができる。
【0026】
ピーク検出部６３は、ＣＦＡＲ（constant false alarm rate）などの所定の検出方法を用いてピーク判定を行うことにより、ノイズ、クラッター又は干渉などによるものと判定した物標を取り除く。
【0027】
角度演算部６４は、各物標について、ＥＳＰＲＩＴ（estimation of signal parameters via rotational invariance techniques）、ＤＢＦ（digital beamforming）又はＭＵＳＩＣ（multiple signal classifier）などの所定の方式を用いて、レーダー装置１から見た角度を演算などによって求める。当該角度は、例えば、方位角及び仰角の少なくともいずれかを含む。これにより、角度演算部６４は、各物標の物標情報に、当該角度を示す角度情報を追加する。
【0028】
レーダー装置１は、所定の時間Ｔｆ（１サイクル）ごとに、送信信号Ｓ１の生成及び送信から、角度演算部６４による処理までを行う。これにより、レーダー情報処理部６は、サイクル毎の物標情報を得ることができる。
【0029】
物標情報処理部６５は、複数サイクル分の物標情報を用いて各種処理を行う。物標情報処理部６５は、一例として、分別処理部６５１、クラスター振幅算出部６５２、探索範囲設定部６５３及びマッチング判定部６５４を含む。
【0030】
分別処理部６５１は、複数の物標について、同じ対象物Ｔの物標であれば同じクラスター（グループ）に属するように、異なる対象物Ｔの物標であれば異なるクラスターに属するように、クラスタリング（グループ分け）を行う。
【0031】
クラスター振幅算出部６５２は、クラスター振幅情報を算出する。
探索範囲設定部６５３は、探索範囲の設定を行う。探索範囲については後述する。
マッチング判定部６５４は、クラスターのマッチングを行う。
探索範囲設定部６５３は、探索範囲の設定を行う。探索範囲については後述する。
マッチング判定部６５４は、クラスターのマッチングを行う。
【0032】
クラスター情報記録部７は、各クラスターについての情報であるクラスター情報を記憶する。例えば、ＲＯＭ５２又は補助記憶装置５４などが、クラスター情報記録部７として機能する。
【0033】
以下、実施形態に係るレーダー装置１の動作を図３及び図４などに基づいて説明する。なお、以下の動作説明における処理の内容は一例であって、同様な結果を得ることが可能な様々な処理を適宜に利用できる。図３及び図４は、処理部５のプロセッサー５１による処理の一例を示すフローチャートである。プロセッサー５１は、例えば、ＲＯＭ５２又は補助記憶装置５４などに記憶されたプログラムに基づいて図３及び図４の処理を実行する。
【0034】
プロセッサー５１は、例えば、所定の時間Ｔｆ（１サイクル）ごとに図３及び図４に示す処理を開始する。なお、図３及び図４の説明では、図５及び図６を併用して説明する。
図５及び図６は、自車Ｍ、他車Ｔ１及び他車Ｔ２の位置及びクラスタリングの例を示す図である。シーンＳＣ１及びシーンＳＣ２は、自車Ｍ、他車Ｔ１及び他車Ｔ２の走行の様子を示す図である。シーンＳＣ１は、前回のサイクルの走行の様子を示す。シーンＳＣ２は、今回のサイクルの走行の様子を示す。自車Ｍは、レーダー装置１を備える車である。そして、自車Ｍは、車体の前端に送信アンテナ２４及び受信アンテナ３１を備える。また、他車Ｔ１及び他車Ｔ２は、それぞれ対象物Ｔの例であり、車である。シーンＳＣ１からシーンＳＣ２までにおける他車Ｔ１の距離の変化量と他車Ｔ２の距離の変化量とが異なることからも分かるように、自車Ｍを基準とする他車Ｔ１の相対速度と他車Ｔ２の相対速度とは異なる。また、グラフＧ１及びグラフＧ２は、各物標Ｔａ及びクラスターの位置座標（ｘ，ｙ）を示すグラフである。なお、原点０は、レーダー装置１の送信アンテナ２４及び受信アンテナ３１の位置である。
図５及び図６は、自車Ｍ、他車Ｔ１及び他車Ｔ２の位置及びクラスタリングの例を示す図である。シーンＳＣ１及びシーンＳＣ２は、自車Ｍ、他車Ｔ１及び他車Ｔ２の走行の様子を示す図である。シーンＳＣ１は、前回のサイクルの走行の様子を示す。シーンＳＣ２は、今回のサイクルの走行の様子を示す。自車Ｍは、レーダー装置１を備える車である。そして、自車Ｍは、車体の前端に送信アンテナ２４及び受信アンテナ３１を備える。また、他車Ｔ１及び他車Ｔ２は、それぞれ対象物Ｔの例であり、車である。シーンＳＣ１からシーンＳＣ２までにおける他車Ｔ１の距離の変化量と他車Ｔ２の距離の変化量とが異なることからも分かるように、自車Ｍを基準とする他車Ｔ１の相対速度と他車Ｔ２の相対速度とは異なる。また、グラフＧ１及びグラフＧ２は、各物標Ｔａ及びクラスターの位置座標（ｘ，ｙ）を示すグラフである。なお、原点０は、レーダー装置１の送信アンテナ２４及び受信アンテナ３１の位置である。
【0035】
図３のステップＳＴ１１においてプロセッサー５１は、ＡＤＣ４から出力されるビート信号の入力を受けるための処理を行う。したがって、プロセッサー５１は、ステップＳＴ１１の処理を行うことで、ビート信号の入力を受ける入力部の一例として機能する。なお、今回のサイクルにおけるビート信号は、第２の信号の一例である。そして、前回のサイクルにおけるビート信号は、第１の信号の一例である。また、今回のサイクルは、第２のサイクルの一例である。前回のサイクルは、第１のサイクルの一例である。
【0036】
ステップＳＴ１２においてプロセッサー５１は、各物標についての距離情報及び距離振幅情報を求める。ステップＳＴ１２は、例えば距離演算部６１が処理する。
【0037】
ステップＳＴ１３においてプロセッサー５１は、各物標についての速度情報Ｖｃ及び速度振幅情報を求める。ステップＳＴ１３は、例えば速度演算部６２が処理する。
【0038】
ステップＳＴ１４においてプロセッサー５１は、ピーク判定を行うことにより、ノイズ、クラッター又は干渉などによるものと判定した物標を取り除く。プロセッサー５１は、ステップＳＴ１４より後の処理では、ピーク検出部６３によって取り除かれた物標以外の物標に対して処理を行う。ただし、プロセッサー５１は、ステップＳＴ１４の処理を行わなくても良い。この場合、プロセッサー５１は、全ての物標に対してステップＳＴ１４より後の処理を行っても良い。ステップＳＴ１４は、例えばピーク検出部６３が処理する。
【0039】
ステップＳＴ１５においてプロセッサー５１は、各物標について角度情報を求める。ステップＳＴ１５は、例えば角度演算部６４が処理する。なお、距離情報及び角度情報は、各物標の位置を示す。したがって、プロセッサー５１は、ステップＳＴ１２及びステップＳＴ１５の処理を行うことで、物標の位置を求める位置処理部として機能する。また、前回のサイクルにおいて求められる物標の位置は、第１の位置の一例である。今回のサイクルにおいて求められる物標の位置は、第２の位置の一例である。
【0040】
ステップＳＴ１６においてプロセッサー５１は、前回のサイクルで取得した確定データを削除する。今回のサイクルをｎ回目のサイクルであるとすると、前回のサイクルは、（ｎ－１）回目のサイクルである。なお、プロセッサー５１は、ｎ＝１である場合には、前回のサイクルで取得した確定データが存在しないので、ステップＳＴ１６の処理をスキップする。確定データについては後述する。ステップＳＴ１６は、例えば物標情報処理部６５が処理する。
【0041】
ステップＳＴ１７においてプロセッサー５１は、各物標について、クラスタリングを行う。プロセッサー５１は、例えば、ＤＢＳＣＡＮ（density-based spatial clustering of applications with noise）、Ｗｅｉｇｈｔｅｄ ＤＢＳＣＡＮ、又はＡｄａｐｔｉｖｅ ｈｙｂｒｉｄ ＤＢＳＣＡＮなどの所定のアルゴリズムを用いて物標のクラスタリングを行う。プロセッサー５１は、例えば、物標の位置を用いてクラスタリングを行う。
図５のグラフＧ１には、複数の物標がクラスターＣａ１～クラスターＣａ３の３つのクラスターにクラスタリングされている様子を示している。クラスタリングによって、例えば、互いの座標（ｘ，ｙ）の間の距離が所定の値より近い物標が同じクラスターとなるように分けられている。なお、座標（ｘ，ｙ）は、距離情報及び角度情報を用いて求めることができる。また、クラスターＣａ１は、他車Ｔ１の物標を示す。クラスターＣａ２は、他車Ｔ２の物標を示す。クラスターＣａ３は、ゴーストなどにより発生した物標を示す。なお、クラスターの数は、３つに限らない。また、クラスターＣａ１～クラスターＣａ３などの前回のサイクルにおいてクラスタリングされたクラスターは、第１の物標グループの一例である。
図６のグラフＧ２には、複数の物標がクラスターＣｂ１～クラスターＣｂ３の３つのクラスターにクラスタリングされている様子を示している。なお、クラスターＣｂ１は、他車Ｔ１の物標を示す。クラスターＣｂ２は、他車Ｔ２の物標を示す。クラスターＣｂ３は、ゴーストなどにより発生した物標を示す。また、クラスターＣｂ１～クラスターＣｂ３などの今回のサイクルにおいてクラスタリングされたクラスターは、第２の物標グループの一例である。
ステップＳＴ１７は、例えば分別処理部６５１が処理する。
図５のグラフＧ１には、複数の物標がクラスターＣａ１～クラスターＣａ３の３つのクラスターにクラスタリングされている様子を示している。クラスタリングによって、例えば、互いの座標（ｘ，ｙ）の間の距離が所定の値より近い物標が同じクラスターとなるように分けられている。なお、座標（ｘ，ｙ）は、距離情報及び角度情報を用いて求めることができる。また、クラスターＣａ１は、他車Ｔ１の物標を示す。クラスターＣａ２は、他車Ｔ２の物標を示す。クラスターＣａ３は、ゴーストなどにより発生した物標を示す。なお、クラスターの数は、３つに限らない。また、クラスターＣａ１～クラスターＣａ３などの前回のサイクルにおいてクラスタリングされたクラスターは、第１の物標グループの一例である。
図６のグラフＧ２には、複数の物標がクラスターＣｂ１～クラスターＣｂ３の３つのクラスターにクラスタリングされている様子を示している。なお、クラスターＣｂ１は、他車Ｔ１の物標を示す。クラスターＣｂ２は、他車Ｔ２の物標を示す。クラスターＣｂ３は、ゴーストなどにより発生した物標を示す。また、クラスターＣｂ１～クラスターＣｂ３などの今回のサイクルにおいてクラスタリングされたクラスターは、第２の物標グループの一例である。
ステップＳＴ１７は、例えば分別処理部６５１が処理する。
【0042】
ステップＳＴ１８においてプロセッサー５１は、各物標について速度情報Ｖｃのグループ分けを行う。例えば、プロセッサー５１は、各物標の速度情報Ｖｃの差が所定の値より小さい物標が同じ速度グループとなるようにグループ分けを行う。プロセッサー５１は、速度情報Ｖｃの測定誤差などを考慮するためにマージンを持たせてグループ分けを行っても良い。なお、速度情報Ｖｃは、Ｎｖ回の折り返しが発生している場合がある。したがって、真の相対速度Ｖｔは、
Ｖｔ＝Ｖｃ＋２×Ｖｍａｘ×Ｎｖ （５）
で表すことができる。なお、Ｎｖは、整数である。また、－Ｖｍａｘ≦Ｖｃ≦Ｖｍａｘである。例えば、図５及び図６に示す他車Ｔ１の物標と他車Ｔ２の物標は、速度情報Ｖｃが異なるため、異なる速度グループに分けられる。そして、同じ対象物Ｔの物標は、速度情報Ｖｃが同じであるため、同じ速度グループに分けられる。例えば、プロセッサー５１は、他車Ｔ１を速度グループｇ１とする。例えば、プロセッサー５１は、他車Ｔ２の物標を速度グループｇ２とする。なお、ｇ１及びｇ２は、速度グループごとに異なる速度グループ番号の例である。また、２つのクラスターの速度グループが同じであることは、当該２つのクラスターの速度の差異が第１の所定の範囲内であることの一例である。
ステップＳＴ１８は、例えば分別処理部６５１が処理する。
Ｖｔ＝Ｖｃ＋２×Ｖｍａｘ×Ｎｖ （５）
で表すことができる。なお、Ｎｖは、整数である。また、－Ｖｍａｘ≦Ｖｃ≦Ｖｍａｘである。例えば、図５及び図６に示す他車Ｔ１の物標と他車Ｔ２の物標は、速度情報Ｖｃが異なるため、異なる速度グループに分けられる。そして、同じ対象物Ｔの物標は、速度情報Ｖｃが同じであるため、同じ速度グループに分けられる。例えば、プロセッサー５１は、他車Ｔ１を速度グループｇ１とする。例えば、プロセッサー５１は、他車Ｔ２の物標を速度グループｇ２とする。なお、ｇ１及びｇ２は、速度グループごとに異なる速度グループ番号の例である。また、２つのクラスターの速度グループが同じであることは、当該２つのクラスターの速度の差異が第１の所定の範囲内であることの一例である。
ステップＳＴ１８は、例えば分別処理部６５１が処理する。
【0043】
ステップＳＴ１９においてプロセッサー５１は、今回のサイクルの各クラスターについて、クラスター振幅情報を求める。例えば、クラスター振幅情報は、各クラスター内の物標の距離振幅情報又は速度振幅情報の平均値、最大値又は最小値などの代表値である。あるいは、プロセッサー５１は、クラスター内で距離情報が最も近い物標の距離振幅情報又は速度振幅情報をクラスター振幅情報として用いる。
【0044】
ステップＳＴ２０においてプロセッサー５１は、前回のサイクルの各クラスターについてそれぞれ複数の探索範囲ｒａを設定する。探索範囲ｒａは、位置、形状及び大きさを含む情報である。プロセッサー５１は、当該形状及び大きさとして、例えば予め定められたものを用いる。あるいは、プロセッサー５１は、当該形状及び大きさを、クラスター内の物標の散らばり具合、クラスターの速度情報若しくは距離情報、チャープの設定、自車Ｍの速度などを用いて決定しても良い。例えば、プロセッサー５１は、物標の散らばりが大きいほど探索範囲ｒａを大きくする。例えば、プロセッサー５１は、クラスターの速度情報が速いほど探索範囲ｒａを大きくする。例えば、プロセッサー５１は、クラスターの距離情報が遠いほど探索範囲ｒａを大きくする。例えば、プロセッサー５１は、自車Ｍの速度が速いほど探索範囲ｒａを大きくする。例えば、プロセッサー５１は、自車Ｍがカーブしている場合、直進している場合よりも探索範囲ｒａを大きくする。このように探索範囲ｒａを設定することは、よりマッチング処理を失敗する虞を低減することができるため好ましい。特に、自車Ｍと他車との速度差が大きく（例えば、５０ｋｍ／ｈ以上。）、１サイクルの処理時間が長い（例えば、０．５ｓ以上。）場合に効果的である。１サイクルの処理時間を意図的に長くする事例として、例えば、消費電力を減らしたい場合に次の処理が開始される時間を遅らせることが考えられる。なお、プロセッサー５１は、自車Ｍの速度を、例えば、車載器又は車載コンピューターなどから取得する。また、プロセッサー５１は、レーダーの対象とする距離に応じてチャープ設定を変更しても良い。探索範囲ｒａの形状は、図６では楕円であるが、円又は四角形などの多角形又はその他の形状であっても良い。なお、探索範囲ｒａは、前回のサイクルの各クラスターの今回のサイクルにおける想定位置を示す想定位置範囲の一例である。
クラスターＣａ１の探索範囲ｒａを探索範囲ｒａ１（探索範囲ｒａ１ａ、探索範囲ｒａ１ｂ、探索範囲ｒａ１ｃ、…）とする。探索範囲ｒａ１は、それぞれ想定される折り返し回数Ｎｖが異なる。例えば、探索範囲ｒａ１の想定折り返し回数をＮｗとすると、探索範囲ｒａ１の位置ｒａ１＿ｃｐは、
ｒａ１＿ｃｐ＝（Ｖｃ１＋２×Ｖｍａｘ×Ｎｗ）×Ｔｆ＋ｄａ１ （６）
で表すことができる。ここで、Ｖｃ１は、クラスターＣａ１の速度情報である。ｄａ１は、クラスターＣａ１の距離情報である。なお、探索範囲の位置ｒａ＿ｃｐは、探索範囲ｒａの中心位置などを示す。また、Ｎｗの最小値及び最大値は、対象物Ｔの想定される速度の上限に基づき予め定められる。例えば、プロセッサー５１は、車の速度を高々２００ｋｍ／ｈであるとみなせば、Ｖｔが２００ｋｍ／ｈ～－２００ｋｍ／ｈとなる範囲を含むＮｖの範囲をＮｗの最小値及び最大値とすることができる。なお、プロセッサー５１は、自車Ｍの速度に応じてＮｗの最小値及び最大値を決定しても良い。例えば、プロセッサー５１は、自車Ｍの速さがｖｋｍ／ｈである場合、他車の速度が高々２００ｋｍ／ｈであるとみなせば、Ｖｔが（２００－ｖ）ｋｍ／ｈ～－（２００＋ｖ）ｋｍ／ｈとなる範囲を含むＮｖの範囲をＮｗの最小値及び最大値とすることができる。なお、想定される他車の速度は、一般道及び高速道路などの走行する道路の種類並びに走行状況などによっても変わる。想定折り返し回数Ｎｗが小さいほどプロセッサー５１の処理負荷が軽減されるため、プロセッサー５１は、例えば、自車Ｍの速さから道路の種類及び走行状況の少なくともいずれかを推定し、自車Ｍの速さに応じて最大検知速度Ｖｍａｘの異なるチャープ信号を用いるべくチャープ設定を変更する。例えば、プロセッサー５１は、自車Ｍの速さが大きくなるほど、最大検知速度Ｖｍａｘが大きくなるようにチャープ信号を設定する。そして、プロセッサー５１は、当該チャープ設定の変更に基づき探索範囲ｒａの形状及び大きさを決定しても良い。
クラスターＣａ１の探索範囲ｒａを探索範囲ｒａ１（探索範囲ｒａ１ａ、探索範囲ｒａ１ｂ、探索範囲ｒａ１ｃ、…）とする。探索範囲ｒａ１は、それぞれ想定される折り返し回数Ｎｖが異なる。例えば、探索範囲ｒａ１の想定折り返し回数をＮｗとすると、探索範囲ｒａ１の位置ｒａ１＿ｃｐは、
ｒａ１＿ｃｐ＝（Ｖｃ１＋２×Ｖｍａｘ×Ｎｗ）×Ｔｆ＋ｄａ１ （６）
で表すことができる。ここで、Ｖｃ１は、クラスターＣａ１の速度情報である。ｄａ１は、クラスターＣａ１の距離情報である。なお、探索範囲の位置ｒａ＿ｃｐは、探索範囲ｒａの中心位置などを示す。また、Ｎｗの最小値及び最大値は、対象物Ｔの想定される速度の上限に基づき予め定められる。例えば、プロセッサー５１は、車の速度を高々２００ｋｍ／ｈであるとみなせば、Ｖｔが２００ｋｍ／ｈ～－２００ｋｍ／ｈとなる範囲を含むＮｖの範囲をＮｗの最小値及び最大値とすることができる。なお、プロセッサー５１は、自車Ｍの速度に応じてＮｗの最小値及び最大値を決定しても良い。例えば、プロセッサー５１は、自車Ｍの速さがｖｋｍ／ｈである場合、他車の速度が高々２００ｋｍ／ｈであるとみなせば、Ｖｔが（２００－ｖ）ｋｍ／ｈ～－（２００＋ｖ）ｋｍ／ｈとなる範囲を含むＮｖの範囲をＮｗの最小値及び最大値とすることができる。なお、想定される他車の速度は、一般道及び高速道路などの走行する道路の種類並びに走行状況などによっても変わる。想定折り返し回数Ｎｗが小さいほどプロセッサー５１の処理負荷が軽減されるため、プロセッサー５１は、例えば、自車Ｍの速さから道路の種類及び走行状況の少なくともいずれかを推定し、自車Ｍの速さに応じて最大検知速度Ｖｍａｘの異なるチャープ信号を用いるべくチャープ設定を変更する。例えば、プロセッサー５１は、自車Ｍの速さが大きくなるほど、最大検知速度Ｖｍａｘが大きくなるようにチャープ信号を設定する。そして、プロセッサー５１は、当該チャープ設定の変更に基づき探索範囲ｒａの形状及び大きさを決定しても良い。
【0045】
例えば、探索範囲ｒａ１ａの位置ｒａ１ａ＿ｃｐは、想定折り返し回数Ｎｗａを０とすると、
ｒａ１ａ＿ｃｐ＝Ｖｃ１×Ｔｆ＋ｄａ１ （７）
である。また、例えば、探索範囲ｒａ１ｂの位置ｒａ１ｂ＿ｃｐは、想定折り返し回数Ｎｗｂを１とすると、
ｒａ１ｂ＿ｃｐ＝（Ｖｃ１＋２×Ｖｍａｘ）×Ｔｆ＋ｄａ１ （８）
である。
ｒａ１ａ＿ｃｐ＝Ｖｃ１×Ｔｆ＋ｄａ１ （７）
である。また、例えば、探索範囲ｒａ１ｂの位置ｒａ１ｂ＿ｃｐは、想定折り返し回数Ｎｗｂを１とすると、
ｒａ１ｂ＿ｃｐ＝（Ｖｃ１＋２×Ｖｍａｘ）×Ｔｆ＋ｄａ１ （８）
である。
【0046】
プロセッサー５１は、各クラスターについて同様に探索範囲ｒａを求める。図６には、クラスターＣａ１の探索範囲ｒａ１（探索範囲ｒａ１ａ及び探索範囲ｒａ１ｂ）、クラスターＣａ２の探索範囲ｒａ２（探索範囲ｒａ２ａ及び探索範囲ｒａ２ｂ）及びクラスターＣａ３の探索範囲ｒａ３（探索範囲ｒａ３ａ及び探索範囲ｒａ３ｂ）を示している。なお、探索範囲の位置ｒａ＿ｃｐ、速度情報Ｖｃ、Ｖｍａｘ及びｄａ１は、ベクトルであっても良いしスカラーであっても良い。他車Ｔ１は、送信アンテナ２４及び受信アンテナ３１に対して正面の位置にある。したがって、プロセッサー５１は、探索範囲ｒａ１の位置ｒａ１＿ｃｐを、ｙ軸方向の速度情報などを用いたスカラーの計算により求めることができる。また、プロセッサー５１は、クラスターＣａ２及びクラスターＣａ３のように送信アンテナ２４及び受信アンテナ３１に対して正面の位置でないクラスターについても、角度情報ｗａ２及び角度情報ｗａ３を用いて速度情報Ｖｃ２及び速度情報Ｖｃ３を補正することで、ｙ軸方向の速度情報などを用いたスカラーの計算により探索範囲の位置を求めることができる。
ステップＳＴ２０は、例えば探索範囲設定部６５３が処理する。また、以上より、プロセッサー５１は、ステップＳＴ２０の処理を行うことで、想定位置処理部の一例として機能する。
ステップＳＴ２０は、例えば探索範囲設定部６５３が処理する。また、以上より、プロセッサー５１は、ステップＳＴ２０の処理を行うことで、想定位置処理部の一例として機能する。
【0047】
なお、式（６）中の（Ｖｃ１＋２×Ｖｍａｘ×Ｎｗ）は、相対速度Ｖｔ１である。相対速度Ｖｔ１は、クラスターＣａ１の相対速度Ｖｔである。相対速度Ｖｔは、複数の候補を含む。これは、想定折り返し回数Ｎｗに複数の候補があるためである。したがって、この時点における相対速度Ｖｔは、速度推定値であると言える。そして、前回のサイクルにおける相対速度Ｖｔは、第１の速度推定値の一例である。また、今回のサイクルにおける相対速度Ｖｔは、第２の速度推定値の一例である。以上より、プロセッサー５１は、距離情報Ｖｃ及び複数の相対速度Ｖｔを求めることで、複数の速度候補を含む速度推定値を求める速度処理部の一例として機能する。
【0048】
ステップＳＴ２１においてプロセッサー５１は、各クラスターにクラスター情報を関連付けてクラスター情報記録部７に記憶する。例えば、プロセッサー５１は、図７及び図８に示すようなテーブルの形でクラスター情報をクラスター情報記録部７に記憶する。
図７及び図８は、クラスター情報記録部７に記憶されるテーブルの一例を示す図である。なお、図７は、前回のサイクルにおいてクラスター情報記録部７に記憶されたテーブルＴ１を示す。また、図８は、今回のサイクルにおいてクラスター情報記録部７に記憶されるテーブルＴ２を示す。テーブルＴ１及びテーブルＴ２は、各クラスターに、クラスター情報として距離情報、角度情報、速度グループ番号、クラスター振幅情報及び探索範囲情報を関連付ける。各クラスターの距離情報及び角度情報は、例えば、各クラスター内の物標の距離情報及び角度情報の平均値、重み付き平均値、中央値、又は最頻値などの代表値である。プロセッサー５１は、重み付き平均をとる場合、例えば振幅情報を重みとする。なお、プロセッサー５１は、ステップＳＴ２１では、各クラスターについて、テーブルＴ１の探索範囲情報、並びにテーブルＴ２の距離情報、角度情報、速度グループ番号及びクラスター振幅情報などをクラスター情報記録部７に記憶する。プロセッサー５１は、テーブルＴ２の探索範囲情報については次回のサイクルのステップＳＴ２１で記憶する。
ステップＳＴ２１は、例えば物標情報処理部６５が処理する。プロセッサー５１は、ステップＳＴ２１の処理の後、図４のステップＳＴ２２へと進む。
図７及び図８は、クラスター情報記録部７に記憶されるテーブルの一例を示す図である。なお、図７は、前回のサイクルにおいてクラスター情報記録部７に記憶されたテーブルＴ１を示す。また、図８は、今回のサイクルにおいてクラスター情報記録部７に記憶されるテーブルＴ２を示す。テーブルＴ１及びテーブルＴ２は、各クラスターに、クラスター情報として距離情報、角度情報、速度グループ番号、クラスター振幅情報及び探索範囲情報を関連付ける。各クラスターの距離情報及び角度情報は、例えば、各クラスター内の物標の距離情報及び角度情報の平均値、重み付き平均値、中央値、又は最頻値などの代表値である。プロセッサー５１は、重み付き平均をとる場合、例えば振幅情報を重みとする。なお、プロセッサー５１は、ステップＳＴ２１では、各クラスターについて、テーブルＴ１の探索範囲情報、並びにテーブルＴ２の距離情報、角度情報、速度グループ番号及びクラスター振幅情報などをクラスター情報記録部７に記憶する。プロセッサー５１は、テーブルＴ２の探索範囲情報については次回のサイクルのステップＳＴ２１で記憶する。
ステップＳＴ２１は、例えば物標情報処理部６５が処理する。プロセッサー５１は、ステップＳＴ２１の処理の後、図４のステップＳＴ２２へと進む。
【0049】
ここで、ゴーストによって生成されるクラスターＣａ３について図５のシーンＳＣ１を用いて説明する。送信信号Ｓ１が、例えば、他車Ｔ１の反射点ｕ１で反射する。反射点ｕ１で反射した当該信号は、例えば、他車Ｔ２の反射点ｕ２で反射する。反射点ｕ２で反射した当該信号は、例えば、受信信号Ｒ１として受信アンテナ３１によって受信される。このように受信アンテナ３１によって受信された受信信号Ｒ１は、位置ｕ３にあるゴーストの物標としてプロセッサー５１に処理される。位置ｕ３の角度θは、反射点ｕ２と同じ角度である。また、位置ｕ３の距離は、送信アンテナ２４から反射点ｕ１までの距離と、反射点ｕ１から反射点ｕ２までの距離の合計である。図６においても、同様にゴーストによってクラスターＣｂ３が生成される。ただし、図６における反射点ｕ１、反射点ｕ２及び位置ｕ３の位置は他車Ｔ１及び他車Ｔ２の走行状態により図５とは異なる。また、クラスターＣａ３の速度グループとクラスターＣｂ３の速度グループも異なるグループとなる。
【0050】
ステップＳＴ２２においてプロセッサー５１は、今回のサイクルのステップＳＴ２２において未参照の１つのクラスターＣｂのクラスター情報を参照する。例えば、プロセッサー５１は、クラスターＣｂｉのクラスター情報を参照する。ここで、ｉは、例えば、初期値１で整数の変数である。ただし、プロセッサー５１は、参照しようとしたクラスター情報が削除済みである場合には、変数ｉの値を１増加して再度クラスターＣｂｉのクラスター情報を参照する。
【0051】
ステップＳＴ２３においてプロセッサー５１は、今回のサイクルのステップＳＴ２３において未参照の１つのクラスターＣａのクラスター情報を参照する。例えば、プロセッサー５１は、クラスターＣａｊのクラスター情報を参照する。ここで、ｊは、例えば、初期値１で整数の変数である。ステップＳＴ２３は、例えばマッチング判定部６５４が処理する。
【0052】
ステップＳＴ２４においてプロセッサー５１は、クラスターＣａｊの速度グループとクラスターＣｂｉの速度グループが同じであるか否かを判定する。プロセッサー５１は、クラスターＣａｊの速度グループとクラスターＣｂｉの速度グループが同じであるならば、ステップＳＴ２４においてＹｅｓと判定してステップＳＴ２５へと進む。
【0053】
ステップＳＴ２５においてプロセッサー５１は、クラスターＣａｊのいずれかの探索範囲ｒａｊ内にクラスターＣｂｉが存在するか否かを判定する。プロセッサー５１は、クラスターＣａｊのいずれかの探索範囲ｒａｊ内にクラスターＣｂｉが存在するならば、ステップＳＴ２５においてＹｅｓと判定してステップＳＴ２６へと進む。
【0054】
ステップＳＴ２６においてプロセッサー５１は、クラスターＣｂｉのクラスター振幅情報が閾値内（下限閾値Ｔｈ１以上、上限閾値Ｔｈ２以下）であるか否かを判定する。
プロセッサー５１は、例えば、以下に示すレーダー方程式を用いてクラスターＣｂｉのクラスター振幅情報の予測値を求めることができる。
Ｐｒ＝（Ｐｔ・Ｇ２・λ２・σ）／（（４π）３・Ｒｔ４・Ｌｓ） （９）
ここで、Ｐｒは受信電力、Ｐｔは送信電力、Ｇはアンテナ利得、λは波長、σはレーダー反射断面積、Ｒｔはレーダーからの距離、Ｌｓはシステム損失である。（９）式の右辺のうち、クラスターＣａｊとクラスターＣｂｉで異なるのは、距離Ｒｔのみである。また、受信電力Ｐｒは、振幅情報と比例する。したがって、プロセッサー５１は、クラスターＣａｊとクラスターＣｂｉの距離情報、及びクラスターＣａｊのクラスター振幅情報からクラスターＣｂｉのクラスター振幅情報の予測値（推定値）を求めることができる。プロセッサー５１は、当該予測値に基づき下限閾値Ｔｈ１及び上限閾値Ｔｈ２を求める。プロセッサー５１は、例えば、当該予測値に所定の値を加算又は乗算することで下限閾値Ｔｈ１及び上限閾値Ｔｈ２を求める。プロセッサー５１は、クラスターＣｂｉのクラスター振幅情報が閾値内であるならば、ステップＳＴ２６においてＹｅｓと判定してステップＳＴ２７へと進む。
以上より、プロセッサー５１は、上記の推定値を求めることで、振幅処理部の一例として機能する。また、下限閾値Ｔｈ１及び上限閾値Ｔｈ２は、第２の所定の範囲を示す。
プロセッサー５１は、例えば、以下に示すレーダー方程式を用いてクラスターＣｂｉのクラスター振幅情報の予測値を求めることができる。
Ｐｒ＝（Ｐｔ・Ｇ２・λ２・σ）／（（４π）３・Ｒｔ４・Ｌｓ） （９）
ここで、Ｐｒは受信電力、Ｐｔは送信電力、Ｇはアンテナ利得、λは波長、σはレーダー反射断面積、Ｒｔはレーダーからの距離、Ｌｓはシステム損失である。（９）式の右辺のうち、クラスターＣａｊとクラスターＣｂｉで異なるのは、距離Ｒｔのみである。また、受信電力Ｐｒは、振幅情報と比例する。したがって、プロセッサー５１は、クラスターＣａｊとクラスターＣｂｉの距離情報、及びクラスターＣａｊのクラスター振幅情報からクラスターＣｂｉのクラスター振幅情報の予測値（推定値）を求めることができる。プロセッサー５１は、当該予測値に基づき下限閾値Ｔｈ１及び上限閾値Ｔｈ２を求める。プロセッサー５１は、例えば、当該予測値に所定の値を加算又は乗算することで下限閾値Ｔｈ１及び上限閾値Ｔｈ２を求める。プロセッサー５１は、クラスターＣｂｉのクラスター振幅情報が閾値内であるならば、ステップＳＴ２６においてＹｅｓと判定してステップＳＴ２７へと進む。
以上より、プロセッサー５１は、上記の推定値を求めることで、振幅処理部の一例として機能する。また、下限閾値Ｔｈ１及び上限閾値Ｔｈ２は、第２の所定の範囲を示す。
【0055】
ステップＳＴ２７においてプロセッサー５１は、クラスターＣａｊのクラスター情報を削除する。クラスターＣａｊのクラスター情報が不要となったためである。
【0056】
ステップＳＴ２８においてプロセッサー５１は、クラスターＣｂｉに対してクラスター番号Ｃｋを割り当て、クラスターＣｂｉの距離情報及び角度情報を関連付けて確定クラスター情報としてクラスター情報記録部７などにテーブルＴ３などの形で記憶する。ここで、ｋは、例えば、初期値１で整数の変数である。
図９は、クラスター情報記録部７に記憶されるテーブルＴ３の一例を示す図である。テーブルＴ３は、一例として、クラスター番号に、確定クラスター情報として距離情報、角度情報及び確定速度情報を関連付けて記憶する。
また、プロセッサー５１は、クラスターＣｂｉが内部に存在する探索範囲ｒａｊの想定折り返し回数Ｎｗが、真の折り返し回数であることが分かるので、当該真の折り返し回数を用いて真の相対速度Ｖｔを式（５）により求めることができる。プロセッサー５１は、求めた相対速度Ｖｔを確定速度情報ｖｊとして、クラスター番号と関連付けてテーブルＴ３に記憶する。なお、プロセッサー５１は、確定速度情報ｖｊを求めることで、速度を確定する速度確定部の一例として機能する。
図９は、クラスター情報記録部７に記憶されるテーブルＴ３の一例を示す図である。テーブルＴ３は、一例として、クラスター番号に、確定クラスター情報として距離情報、角度情報及び確定速度情報を関連付けて記憶する。
また、プロセッサー５１は、クラスターＣｂｉが内部に存在する探索範囲ｒａｊの想定折り返し回数Ｎｗが、真の折り返し回数であることが分かるので、当該真の折り返し回数を用いて真の相対速度Ｖｔを式（５）により求めることができる。プロセッサー５１は、求めた相対速度Ｖｔを確定速度情報ｖｊとして、クラスター番号と関連付けてテーブルＴ３に記憶する。なお、プロセッサー５１は、確定速度情報ｖｊを求めることで、速度を確定する速度確定部の一例として機能する。
【0057】
以上より、プロセッサー５１は、ステップＳＴ２４及びステップＳＴ２５の処理を行うことで、クラスターＣａｊとクラスターＣｂｉが同じ対象物Ｔから得られる物標のクラスターであると判定する判定部の一例として機能する。あるいは、プロセッサー５１は、ステップＳＴ２４～ステップＳＴ２６の処理を行うことで、判定部の一例として機能する。
【0058】
また、プロセッサー５１は、クラスターＣａｊの速度グループとクラスターＣｂｉの速度グループが同じでないならば、ステップＳＴ２４においてＮｏと判定してステップＳＴ２９へと進む。また、プロセッサー５１は、クラスターＣａｊのいずの探索範囲ｒａｉ内にもクラスターＣｂｉが存在しないならば、ステップＳＴ２５においてＮｏと判定してステップＳＴ２８へと進む。また、プロセッサー５１は、クラスターＣｂｉのクラスター振幅情報が閾値内でないならば、ステップＳＴ２６においてＮｏと判定してステップＳＴ２９へと進む。
ステップＳＴ２９においてプロセッサー５１は、ステップＳＴ２３において未参照のクラスターＣａがあるか否かを判定する。プロセッサー５１は、未参照のクラスターＣａがあるならば、ステップＳＴ２９においてＮｏと判定し、変数ｊの値を１増加させてステップＳＴ２３へと戻る。
ステップＳＴ２９においてプロセッサー５１は、ステップＳＴ２３において未参照のクラスターＣａがあるか否かを判定する。プロセッサー５１は、未参照のクラスターＣａがあるならば、ステップＳＴ２９においてＮｏと判定し、変数ｊの値を１増加させてステップＳＴ２３へと戻る。
【0059】
対して、プロセッサー５１は、未参照のクラスターＣａがないならば、ステップＳＴ２９においてＹｅｓと判定してステップＳＴ３０へと進む。また、プロセッサー５１は、ステップＳＴ２８の処理の後、変数ｋの値を１増加させてステップＳＴ３０へと進む。
ステップＳＴ３０においてプロセッサー５１は、ステップＳＴ２２において未参照のクラスターＣｂがあるか否かを判定する。プロセッサー５１は、未参照のクラスターＣｂがあるならば、ステップＳＴ３０においてＹｅｓと判定し、変数ｉの値を１増加させ、変数ｊの値を１にリセットしてステップＳＴ２２へと戻る。
ステップＳＴ２２～ステップＳＴ３０は、例えばマッチング判定部６５４が処理する。
ステップＳＴ３０においてプロセッサー５１は、ステップＳＴ２２において未参照のクラスターＣｂがあるか否かを判定する。プロセッサー５１は、未参照のクラスターＣｂがあるならば、ステップＳＴ３０においてＹｅｓと判定し、変数ｉの値を１増加させ、変数ｊの値を１にリセットしてステップＳＴ２２へと戻る。
ステップＳＴ２２～ステップＳＴ３０は、例えばマッチング判定部６５４が処理する。
【0060】
対して、プロセッサー５１は、未参照のクラスターＣｂがないならば、ステップＳＴ３０においてＮｏと判定してステップＳＴ３１へと進む。
ステップＳＴ３１においてプロセッサー５１は、テーブルＴ２をテーブルＴ１に変更するための処理を行う。これにより、テーブルＴ２は、次回のサイクルでテーブルＴ１として用いられる。プロセッサー５１は、ステップＳＴ３１の処理の後、図３及び図４に示す処理を終了する。ステップＳＴ３１は、例えば物標情報処理部６５が処理する。
ステップＳＴ３１においてプロセッサー５１は、テーブルＴ２をテーブルＴ１に変更するための処理を行う。これにより、テーブルＴ２は、次回のサイクルでテーブルＴ１として用いられる。プロセッサー５１は、ステップＳＴ３１の処理の後、図３及び図４に示す処理を終了する。ステップＳＴ３１は、例えば物標情報処理部６５が処理する。
【0061】
実施形態のレーダー装置１は、速度が確定していない状態で、クラスターＣａとクラスターＣｂとが同一対象物Ｔのものであることを判定することができる。したがって、実施形態のレーダー装置１は、速度を確定させるために異なるチャープ設定を用意する必要がない。このように、実施形態のレーダー装置１はチャープ信号の設定数の増大を抑制しつつ、簡易な構成で物標の相対速度を確定し、物標の検出処理を精度よく実行することができる。また、実施形態のレーダー装置１は、使用するチャープ信号の設定数を減らすことで測定時間の短縮、及びメモリ削減によるコスト削減などが可能である。また、異なる複数のチャープ設定を用意することは、遠方高角度分解能検知と近傍広視野角検知との両立及び干渉対策などにおいても有効である。このため、実施形態のレーダー装置１は、遠方高角度分解能検知と近傍広視野角検知との両立及び干渉対策に限られたチャープ信号の設定を割り当てることが可能になる。
【0062】
実施形態のレーダー装置１は、折り返し回数ごとに探索範囲ｒａを設定する。これにより、実施形態のレーダー装置１は、速度が確定していなくてもクラスターＣａとクラスターＣｂとが同一対象物Ｔのものであることを判定することができる。
【0063】
実施形態のレーダー装置１は、クラスターＣａとクラスターＣｂとが同一対象物Ｔのものであることを判定することで、折り返し回数が確定するので、速度を確定することができる。したがって、実施形態のレーダー装置１は、速度を確定させるために異なるチャープ設定を用意しなくても速度の確定が可能である。
【0064】
実施形態のレーダー装置１は、クラスターＣａとクラスターＣｂとが同一対象物Ｔのものであることを判定するために振幅情報を用いる。これにより、実施形態のレーダー装置１は、当該判定の精度が向上する。
【0065】
上記の実施形態は、以下のような変形も可能である。
プロセッサー５１は、上記実施形態においてプログラムによって実現する処理の一部又は全部を、回路のハードウェア構成によって実現するものであっても良い。
プロセッサー５１は、上記実施形態においてプログラムによって実現する処理の一部又は全部を、回路のハードウェア構成によって実現するものであっても良い。
【0066】
実施形態の処理を実現するプログラムは、例えば装置に記憶された状態で譲渡される。しかしながら、当該装置は、当該プログラムが記憶されない状態で譲渡されても良い。そして、当該プログラムが別途に譲渡され、当該装置へと書き込まれても良い。このときのプログラムの譲渡は、例えば、リムーバブルな記憶媒体に記録して、あるいはインターネット又はＬＡＮ（local area network）などのネットワークを介したダウンロードにより実現できる。
【0067】
以上、本発明の実施形態を説明したが、例として示したものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施可能である。
【符号の説明】
【0068】
１ レーダー装置
２ 送信部
３ 受信部
４ ＡＤＣ
５ 処理部
６ レーダー情報処理部
７ クラスター情報記録部
２１ 送信制御部
２２ 信号生成部
２３ 発振器
２４ 送信アンテナ
３１ 受信アンテナ
３２ ミキサー
５１ プロセッサー
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５４ 補助記憶装置
５５ バス
６１ 距離演算部
６２ 速度演算部
６３ ピーク検出部
６４ 角度演算部
６５ 物標情報処理部
６５１ 分別処理部
６５２ クラスター振幅算出部
６５３ 探索範囲設定部
６５４ マッチング判定部
２ 送信部
３ 受信部
４ ＡＤＣ
５ 処理部
６ レーダー情報処理部
７ クラスター情報記録部
２１ 送信制御部
２２ 信号生成部
２３ 発振器
２４ 送信アンテナ
３１ 受信アンテナ
３２ ミキサー
５１ プロセッサー
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５４ 補助記憶装置
５５ バス
６１ 距離演算部
６２ 速度演算部
６３ ピーク検出部
６４ 角度演算部
６５ 物標情報処理部
６５１ 分別処理部
６５２ クラスター振幅算出部
６５３ 探索範囲設定部
６５４ マッチング判定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】