特開 2023-143260 レーダ装置および検出方法

(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】P2023143260

(43)【公開日】2023-10-06

(54)【発明の名称】レーダ装置および検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/40 20060101AFI20230928BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

G01S7/40 139

G01S13/931

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022050542

(22)【出願日】2022-03-25

(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】100143959

【弁理士】

【氏名又は名称】住吉 秀一

(72)【発明者】

【氏名】堀 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】松嶋 禎央

(72)【発明者】

【氏名】日比野 勉

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AB17

5J070AC02

5J070AC06

5J070AC20

5J070AD06

5J070AD13

5J070AF03

5J070AH23

5J070AH31

5J070AK22

5J070BA01

(57)【要約】

【課題】汚れ検出の精度の向上を図り、もって物標までの距離演算の精度の向上を図ることが可能なレーダ装置および検出方法を提供する。
【解決手段】上記課題は、所定の距離隔てて前面にカバーが配置されているレーダ装置（１）であって、信号波を送信する送信部（１０）と、信号波が反射され、その反射波を受信する受信部（２０）と、所定の距離からの反射波を処理してカバーの汚れを検出する第１処理モードと、所定の距離までの範囲を除くレーダの検知範囲からの反射波を処理して物標を検出する第２処理モードとを有する制御処理部（３０）とを備え、制御処理部（３０）は、第１処理モードにおいて、カバー（３）で反射された反射波の振幅から、カバー（３）の汚れを検出し、第２処理モードにおいて、反射波から所定の距離までの成分を除去して、レーダの検知範囲内の物標を検出する、レーダ装置（１）等により解決することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の距離隔てて前面にカバーが配置されているレーダ装置であって、
信号波を送信する送信部と、
前記信号波が反射され、その反射波を受信する受信部と、
前記所定の距離からの反射波を処理して前記カバーの汚れを検出する第１処理モードと、前記所定の距離までの範囲を除くレーダの検知範囲からの反射波を処理して物標を検出する第２処理モードとを有する制御処理部と、
を備え、
前記制御処理部は、
前記第１処理モードにおいて、前記カバーで反射された反射波の振幅から、前記カバーの汚れを検出し、
前記第２処理モードにおいて、前記反射波から前記所定の距離までの成分を除去して、前記レーダの検知範囲内の物標を検出する、
レーダ装置。

【請求項2】

前記制御処理部は、前記カバーで反射された反射波の振幅を、前記カバーの汚れが無いときの反射波の振幅と比較して、前記汚れの有無を検出する、請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項3】

前記制御処理部は、前記汚れが有ることが検出されたときに、前記カバーで反射された反射波の振幅の時間変動の大きさから、前記汚れの原因を判定する、請求項２に記載のレーダ装置。

【請求項4】

前記制御処理部は、前記カバーで反射された反射波の振幅を、前記カバーの汚れが無いときの反射波の振幅と比較して、前記汚れの有無と前記汚れの程度とを検出する、請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項5】

前記制御処理部は、
前記汚れの程度が、所定の程度を超えることが検出されたときに、前記カバーの清掃が必要であることを示す信号を発信し、
前記清掃が完了したことを示す信号を受信したにもかかわらず、前記所定の程度を超える前記汚れの程度を検出したときには、前記カバーの修理が必要であることを示す信号を発信する、
請求項４に記載のレーダ装置。

【請求項6】

前記送信部は、中心周波数を所定の周波数差で複数の周波数に変化させた前記信号波を送信し、
前記制御処理部は、前記反射波に含まれる前記複数の周波数に対応するビート信号の位相差と前記所定の周波数差とから、前記物標の位置を推定する、
請求項１から５までのいずれか１項に記載のレーダ装置。

【請求項7】

所定の距離隔てて前面にカバーが配置されているレーダ装置により、信号波を送信するステップと、
前記信号波が反射され、その反射波を前記レーダ装置により受信するステップと、
前記レーダ装置により、前記所定の距離からの反射波を処理して、前記カバーの汚れを検出するステップと、
前記レーダ装置により、前記反射波から前記所定の距離までの成分を除去して、前記レーダの検知範囲内の前記レーダの検知範囲内の物標を検出するステップと、
を含む、検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーダ装置および検出方法に関し、特に、汚れなどによるカバーの状態の変化を検出可能な、移動体用のレーダ装置および検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

移動体に搭載されるレーダ装置は、連続波（ＣＷ信号）の信号波を送信し、その反射波に基づいて、他の移動体などの物標を検出する。レーダ装置は、泥や雨などの外部環境からレーダ装置を保護するために、移動体のバンパなどで構成されたカバーの内側に配置され、カバーを通して信号波を送信し、またその反射波を受信する。このため、泥などの付着物やキズや凹みなどの電波を吸収・反射する汚れがカバーに付着すると、検出性能が低下してしまう。そこで、カバーの汚れをレーダ装置で検出し、ユーザに通知する機能が必要とされている。

【0003】

このような汚れを検出する方法として、特許文献１や特許文献２に開示されているような方法がある。特許文献１に開示されているような、物標からの反射波を解析して汚れを検出する方法は、周囲環境（物標の種類、個数）によって汚れ検出の精度が左右されてしまう。また、特許文献２のように、金属製の反射部が設けられた特殊構造のカバーを用いて、反射部からの反射波の受信レベルと、それ以外からの反射波の受信レベルとの偏差を算出することにより汚れを検出する方法は、汚れ検出の精度は向上するものの、カバーの構造が複雑になり材料費や製造費が高くなってしまう。また、移動体のバンパをカバーとして利用する場合、予めバンパに反射部を設けておかなければならず、汎用性に欠ける。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－２３７３２２号公報

【特許文献2】特開２００８－９６１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

カバー（バンパ）からの反射波を解析して、カバーに付着している汚れの検出を行う方法は、周囲環境による精度の低下を防ぐことができるが、近距離反射成分を含めた反射波を受信して解析する必要があるため、物標までの距離演算精度が低下する恐れがある。このため、近距離反射成分の影響を軽減するために、設計段階で車体に合わせた取り付け位置の検証等の実施が必要となるなど、汚れ検出の精度の向上を図り、もって物標までの距離演算の精度の向上を図ることは難しいという課題がある。

【0006】

本願発明は、特殊構造のカバーを用いずに、汚れ検出の精度の向上を図り、もって物標までの距離演算の精度の向上を図ることが可能なレーダ装置および検出方法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】

【0007】

上記課題は、所定の距離隔てて前面にカバーが配置されているレーダ装置であって、信号波を送信する送信部と、信号波が反射され、その反射波を受信する受信部と、所定の距離からの反射波を処理してカバーの汚れを検出する第１処理モードと、所定の距離までの範囲を除くレーダの検知範囲からの反射波を処理して物標を検出する第２処理モードとを有する制御処理部とを備え、制御処理部は、第１処理モードにおいて、カバーで反射された反射波の振幅から、カバーの汚れを検出し、第２処理モードにおいて、反射波から所定の距離までの成分を除去して、レーダの検知範囲内の物標を検出する、レーダ装置により解決することができる。

【0008】

ここで、「移動体」は、乗用車のみならず農業用や工事用の車両を含み、また１台の車両である必要はなく、トラクターとトレーラの組み合わせなどの移動する物体の集合体を含む。また、「カバー」は、レーダ装置の前面に設置され、レーダ装置を外部環境から保護する機能を有する部材であり、移動体のバンパを含む。また、「カバーの汚れ」には、泥、雨、雪などの付着物のみならず、カバー自身の傷やへこみなど、電波を吸収・反射して検出性能の低下の原因となるものを含む。

【0009】

制御処理部は、カバーで反射された反射波の振幅を、カバーの汚れが無いときの反射波の振幅と比較して、汚れの有無を検出することが望ましい。さらに、制御処理部は、汚れが有ることが検出されたときに、カバーで反射された反射波の振幅の時間変動の大きさから、汚れの原因を判定することが望ましい。ここで、「汚れの原因」とは、泥、雨、雪などの付着物や、カバー自身の傷やへこみなどの、レーダ装置の検出性能の低下させる原因を意味する。

【0010】

また、制御処理部は、カバーで反射された反射波の振幅を、カバーの汚れが無いときの反射波の振幅と比較して、汚れの有無と汚れの程度とを検出することが望ましい。さらに、制御処理部は、汚れの程度が、所定の程度を超えることが検出されたときに、カバーの清掃が必要であることを示す信号を発信し、清掃が完了したことを示す信号を受信したにもかかわらず、所定の程度を超える汚れの程度を検出したときには、カバーの修理が必要であることを示す信号を発信することが望ましい。

【0011】

さらに、送信部は、中心周波数を所定の周波数差で複数の周波数に変化させた信号波を送信し、制御処理部は、反射波に含まれる複数の周波数に対応するビート信号の位相差と所定の周波数差とから、物標の位置を推定することが望ましい。

【0012】

また、上記課題は、所定の距離隔てて前面にカバーが配置されているレーダ装置により、信号波を送信するステップと、信号波が反射され、その反射波をレーダ装置により受信するステップと、レーダ装置により、所定の距離からの反射波を処理して、カバーの汚れを検出するステップと、レーダ装置により、反射波から所定の距離までの成分を除去して、レーダの検知範囲内の物標を検出するステップとを含む、検出方法によっても解決することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、汚れ検出の精度の向上を図り、もって物標までの距離演算の精度の向上を図ることが可能なレーダ装置および検出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係るレーダ装置の概略構成図である。

【図2】本発明に係る検出方法のフローチャートである。

【図3】第１処理モードのフローチャートである。

【図4】第２処理モードの説明図である。

【図5】第２処理モードのフローチャートである。

【図6】物標検出処理のフローチャートである。

【図7】本発明に係る検出方法の変形例のフローチャートである。

【図8】第１処理モードの変形例のフローチャートである。

【図9】第２処理モードの変形例のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施態様であるレーダ装置１の概略構成図を図１に示す。レーダ装置１は、移動体に搭載され、物標４や、移動体のバンパにより構成されるカバー３の汚れを検出し、検出結果を上位装置２に送信し、またユーザからの入力を上位装置２を介して受信する。カバー３は、レーダ装置１の前面を覆うレドームや車両のバンパを含む概念である。カバー３は、レーダ装置１の前面に所定の距離隔てて配置されている。

【0016】

レーダ装置１は、送信部１０と、受信部２０と、制御処理部３０とを備える。送信部１０は、局部発振部１３と、局部発振部１３に接続された変調部１２と、変調部１２に接続された送信アンテナ１１とを備える。局部発振部１３は、所望の周波数の連続波（ＣＷ信号）を生成して変調部１２と受信部２０の復調部２３_１・・・２３_ｎに供給する。変調部１２は局部発振部１３から供給されるＣＷ信号をパルス変調して信号波を生成し、送信アンテナ１１を介して物標４およびカバー３に対して信号波を送信する。

【0017】

受信部２０は、複数の受信アンテナ２１_１・・・２１_ｎ（ｎは自然数）と、各受信アンテナ２１_１・・・２１_ｎに接続された増幅部２２_１・・・２２_ｎ、各増幅部２２_１・・・２２_ｎに接続された復調部２３_１・・・２３_ｎ、および、各復調部２３_１・・・２３_ｎに接続されたＡ／Ｄ変換部２４_１・・・２４_ｎを備える。受信アンテナ２１_１・・・２１_ｎは、送信アンテナ１１から送信され、物標４およびカバー３によって反射された反射波を受信し、増幅部２２_１・・・２２_ｎに供給する。増幅部２２_１・・・２２_ｎは、所望の利得で増幅して復調部２３_１・・・２３_ｎに出力する。復調部２３_１・・・２３_ｎは増幅部２２_１・・・２２_ｎから供給される受信信号を局部発振部１３から供給されるＣＷ信号を用いて復調してＡ／Ｄ変換部２４_１・・・２４_ｎに出力する。Ａ／Ｄ変換部２４_１・・・２４_ｎは、復調部２３_１・・・２３_ｎで復調された信号を、所定の周期でサンプリングし、デジタル信号に変換して制御処理部３０に供給する。

【0018】

制御処理部３０は、所定の距離（レーダ装置１とカバー３との距離）からの反射波を処理してカバー３の汚れを検出する第１処理モードと、所定の距離（レーダ装置１とカバー３との距離）までの範囲を除くレーダの検知範囲からの反射波を処理して物標４を検出する第２処理モードとを有する。制御処理部３０は、制御部３１と、処理部３２と、記憶部３３とを備える。制御部３１は、変調部１２のパルス変調や、増幅部２２_１・・・２２_ｎの利得など、レーダ装置１の各部の動作を制御する。処理部３２は、Ａ／Ｄ変換部２４_１・・・２４_ｎから供給される反射波の受信データに対して演算処理を実行することで、物標４やカバー３の汚れの検出を行う。記憶部３３は、Ａ／Ｄ変換部２４_１・・・２４_ｎから供給される受信データや、汚れ検出で用いる閾値のデータや、汚れ検出の検出結果などを格納し、格納されたデータは後の処理で必要に応じて呼び出すことができる。

【0019】

制御部３１および処理部３２は、コンピュータの構成、すなわちＣＰＵ、ＤＳＰなどプロセッサ、および、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリを備える。記憶部３３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを備える。上述した制御処理部３０の処理モードは、記憶部３３に格納されたプログラムにより記述され、制御部３１および処理部３２のコンピュータによってプログラムを実行することにより、その機能を実現している。制御部３１および処理部３２はそれぞれ個別のハードウェアで構成してもよいし、１つのハードウェアで両方の機能を実現してもよい。

【0020】

次に、図２～６に基づいて、レーダ装置１の動作、すなわち本発明の実施態様である検出方法について説明する。図２は検出方法全体のフローチャート、図３は第１処理モード（ステップ１０４）のフローチャート、図４は第２処理モード（ステップ１０５）のフローチャート、図６は第２処理モード動作中に実行される物標検出処理（ステップ４００）のフローチャートである。

【0021】

図２の全体フローチャートは、所定のタイミング、例えば、移動体のイグニッションキーがオンの状態にされ、レーダ装置１に対して電源電力の供給が開始されるタイミングで、開始される。はじめに、制御部３１が変調部１２を制御して、送信アンテナ１１から信号波を送信する（ステップ１０１）。信号波は、中心周波数を所定の周波数差で複数の周波数に変化させた複数のパルス信号を順に繰り返す信号パターンで構成される。例えば、中心周波数ｆ１のパルス信号の後に、ｆ１と１０ＭＨｚ異なる中心周波数ｆ２のパルス信号が送信され、その後ｆ２と１０ＭＨｚ異なる（すなわち、ｆ１と２０ＭＨｚ異なる）中心周波数ｆ３のパルス信号が送信される。所定時間経過後に、再びｆ１、ｆ２、ｆ３のパルス信号を順次送信し、その後、所定時間経過毎に、ｆ１、ｆ２、ｆ３のパルス信号を順次送信するというパターンの信号波が送信される。

【0022】

次に、制御部３１は受信部２０を制御して、信号波が物標４およびカバー３で反射された反射波を受信アンテナ２１_１・・・２１_ｎで受信し（ステップ１０２）、受信処理（ステップ１０３）、すなわち、増幅部２２_１・・・２２_ｎによる増幅処理、復調部２３_１・・・２３_ｎによる復調処理、およびＡ／Ｄ変換部２４_１・・・２４_ｎによるＡ／Ｄ変換処理を行い、変換されたデジタル信号を制御処理部３０に送信する。

【0023】

受信された反射波には、カバー３で反射された反射波（所定の距離からの反射波）と、物標４で反射された反射波（所定の距離までの範囲を除くレーダの検知範囲からの反射波）とが含まれる。処理部３２は、所定の距離からの反射波を処理して、カバー３の汚れを検出して、検出結果を上位装置２に発信する第１処理モードを実行する（ステップ１０４）。次に、処理部３２は、受信された反射波のデジタル信号から所定の距離からの反射波成分（近距離成分）を除去して、物標４を検出して、検出結果を上位装置２に発信する第２処理モードを実行する（ステップ１０５）。

【0024】

次に、図３のフローチャートに基づいて、第１処理モード（ステップ１０４）の動作を詳細に説明する。はじめに、処理部３２が、受信した反射波から、所定の距離からの反射波の振幅を算出する（ステップ２０１）。反射波には、カバー３で反射された反射波（所定の距離からの反射波）と、物標４で反射された反射波（所定の距離までの範囲を除くレーダの検知範囲からの反射波）とが含まれているが、カバー３と、送信アンテナ１１および受信アンテナ２１_１・・・２１_ｎとの距離（所定の距離）は既知であることから、信号波の送信から反射波の受信までの時間が特定できるため、反射波のデジタル信号のなかから、カバー３で反射された反射波を特定し、その振幅を算出することができる。

【0025】

次に、処理部３２は、カバー３で反射された反射波の振幅を、カバー３の汚れが無いときの反射波の振幅と比較する（ステップ２０２）。例えば、レーダ装置１の出荷時に、カバー３の汚れが無い初期状態の反射波の大きさを記憶部３３に格納しておき、格納された振幅を読み出して、レーダ装置１の通常動作中に受信する反射波の振幅と比較する。比較の結果、通常動作中に受信する反射波と汚れが無いときの反射波の振幅との相違が、所定の閾値を超える場合には、処理部３２は、レーダ性能の低下が生じる汚れが有ると判断して（ステップ２０３）、汚れが有ることを示す信号を上位装置２に発信することにより通知を行う（ステップ２０４）。上位装置２は、汚れが有ることを示す信号を受信すると、カーナビの表示装置や警告音などを用いて、ユーザに対して通知を行う。一方、カバー３の汚れが無いときの反射波の振幅との相違が、所定の閾値以下の場合には、処理部３２は、レーダ性能の低下が生じる汚れは無いと判断して（ステップ２０３）、処理を終了する。

【0026】

次に、第２処理モード（ステップ１０５）の原理と動作について詳細に説明する。図４は第２処理モードの原理の説明図であり、図５は第２処理モード（ステップ１０５）の動作を示すフローチャートである。

【0027】

まず、第２処理モードの原理を説明する。図４の（ａ）～（ｃ）は、反射波に含まれる３つの周波数に対応するビート信号のベクトルを示す図である。ビート信号は、物標４で反射した反射波で構成される物標成分と、カバー３で反射された反射波で構成される近距離成分（所定の距離からの反射成分）との合成ベクトルである。

【0028】

近距離成分は、送受信間の往復距離が小さいため、ほぼ周波数の偏移によらず一定の位相と強度であるので、中心周波数ｆ１に対応するビート信号と中心周波数ｆ２に対応するビート信号との差分処理により、図４の（ｄ）および（ｅ）に示すように、近距離成分が除去されたビート信号の差分ベクトル（１）が得られる。同様に、中心周波数ｆ２に対応するビート信号と中心周波数ｆ３に対応するビート信号との差分処理により、図４の（ｄ）および（ｅ）に示すように、近距離成分が除去されたビート信号の差分ベクトル（２）が得られる。

【0029】

物標成分の位相φは、レーダ波の波長λに対するレーダ装置と物標間の往復距離２ｒによって、次式のように決定される。

【0030】

【数1】

【0031】

ここで、
ｆｎ＝ｆ１＋Δｆ・（ｎ－１）:レーダ波の中心周波数。ｎ＝１，２，３
ｃ：光速
である。

【0032】

また、Δｆだけ周波数を偏移させた場合の位相変化量Δφは、次式のように表される。

【0033】

【数2】

【0034】

ビート信号のベクトルから直接に、このΔφを求めることは出来ないが、ｆ２とｆ１との組合せ、またはｆ３とｆ２との組合せでのベクトルの差分を用いるとΔφを求めることができる。

【0035】

次に、図５のフローチャートを参照しながら、第２処理モード（ステップ１０５）の動作を詳細を説明する。はじめに、処理部３２は、記憶部３３から、３つの周波数に対応する反射波の計測ビート信号の差分処理により、所定の周波数差Δｆの２つの周波数に対応するビート信号を生成する（ステップ３０１）。次に、処理部３２は、２つの周波数に対応するビート信号の各々に対して、位相情報が保たれた、複数の物標の方位角度または距離が互いに分離された分離ビート信号を生成する（ステップ３０２）。

【0036】

さらに、処理部３２は、所定の周波数差Δｆ、および２つの周波数に対応する分離ビート信号の位相差Δφから、物標の位置として物標との距離ｒを推定する（ステップ３０３）。具体的には、処理部３２は、所定の周波数差Δｆおよび光速ｃに基づく上式（１）により、２つの周波数に対応する分離ビート信号の位相差Δφから、物標との距離ｒを推定する。このように、制御処理部３０の処理部３２は、中心周波数を所定の周波数差Δｆ（例えば、１０ＭＨｚ）で複数の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に変化させた信号波が物標４およびカバー３で反射された反射波に含まれる、複数の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に対応するビート信号の位相差Δφと、設定した所定の周波数差Δｆとから、物標４の位置を推定する。さらに、物標検出処理を行う（ステップ４００）。

【0037】

図６のフローチャートに基づいて、物標検出処理（ステップ４００）の動作を詳細に説明する。はじめに、処理部３２は、Ａ／Ｄサンプリングされた時間軸の反射波のデジタル信号のデータを、周波数軸の波形に変換する速度演算処理を行う（ステップ４０１）。周波数データは反射波に含まれる反射物体の相対速度（ドップラー）そのものであり、周波数軸に変換することで同距離に含まれるドップラー情報から複数物体の識別が可能になる。次に、処理部３２は、物標４によって信号が反射された点を受信信号の閾値処理によって抽出するレスポンス変換処理を行う（ステップ４０２）。レスポンスデータはレーダ装置１との距離・相対速度・角度の情報を持つ。次に、処理部３２は、同じ物標由来の点を塊として推定し、その塊の挙動の推移から移動状態を推定するクラスタリング処理を行う（ステップ４０３）。最後に、クラスタリングされたデータを、閾値処理によってアイテム化して、レーダ装置１が真に検知したい物標４を検出する（ステップ４０４）。

【0038】

以上の処理により、レーダ装置１は、カバー３の汚れを検出することができる。レーダ装置１の検出情報は、上位装置２に送信される。このように、所定の距離からの反射波を処理してカバー３の汚れを検出した後に、所定の距離からの反射波成分を除去して物標検出することにより、汚れ検出の精度の向上を図り、もって物標４までの距離演算の精度の向上を図ることが可能なレーダ装置および検出方法を提供することができる。

【0039】

なお、上述した実施態様では、第１処理モードのステップ２０３において、単一の閾値を用いて汚れの有無のみを検出しているが、複数の閾値を設定して、汚れの有無に加えて、汚れの程度を検出してもよい。例えば、汚れの程度の小さい状態から順に、「レーダ性能低下（小）」・「レーダ性能低下（中）」・「レーダ性能低下（大）」・「掃除必要」・「メンテナンス（修理）必要」の５段階の汚れの程度に対応する閾値の値を設定する。そして、レーダ装置１の通常動作中に受信する所定の距離からの反射波の振幅と、カバー３の汚れが無いときの反射波の振幅（例えば、レーザ装置１の出荷時の初期状態における反射波の振幅）との比較により得られた両者の相違の大きさと、各汚れの程度に対応する閾値とを比較して、汚れの程度を検出する。汚れの程度の検出結果は、ステップ２０４において、処理部３２が、汚れの程度を示す信号を上位装置２に発信することにより通知を行う。このように、汚れの有無に加えて汚れの程度を検出することで、上位装置２やユーザは、汚れの程度に応じた適切な対処を講じることが可能となる。

【0040】

検出された汚れの程度が「掃除必要」であった場合、処理部３２は、カバー３の清掃が必要であることを示す信号を上位装置２に発信する。上位装置２は、当該信号を受信すると、カーナビの表示装置や警告音などを用いて、ユーザに対して、カバー３を掃除するように促す通知を行う。続いて、上位装置２は、カーナビなどのユーザインターフェイスを介して、掃除が完了した旨のユーザ入力を受け付け、清掃が完了したことを示す信号を制御処理部３０に送信する。制御処理部３０の処理部３２は、当該信号を受信したにもかかわらず、「掃除必要」と判断される汚れの程度を検出したときには、検出された汚れは掃除可能な汚れではないと判断して、カバー３の清掃が必要であることを示す信号に代えて、カバー３の修理が必要であることを示す信号を上位装置２に発信する。かかる処理より、ロバストな汚れ検出が可能となる。

【0041】

続いて、レーダ装置１の動作の変形例、すなわち本発明の検出方法の変形例について説明する。図７に変形例の全体フローチャートを示す。変形例では、カバー３の汚れが有ることが検出されたときに、さらにカバー３で反射された反射波の振幅の時間変動の大きさから、汚れの原因を判定する。かかる判定のために、変形例では、第１処理モード（ステップ１０４’）と第２処理モード（ステップ１０５’）の処理内容が、図２に示した検出方法とは異なる。その他の処理（ステップ１０１～１０３）は、図２に示した検出方法と同じである。

【0042】

はじめに、制御部３１が変調部１２を制御して、送信アンテナ１１から信号波を送信する（ステップ１０１）。信号波は、中心周波数を所定の周波数差で複数の周波数に変化させた複数のパルス信号を順に繰り返す信号パターンで構成される。次に、制御部３１は受信部２０を制御して、信号波がカバーで反射された反射波（所定の距離からの反射波）と、物標で反射された反射波（所定の距離までの範囲を除くレーダの検知範囲からの反射波）を受信アンテナ２１_１・・・２１_ｎで受信し（ステップ１０２）、受信処理（ステップ１０３）を行い、変換されたデジタル信号を制御処理部３０に送信する。

【0043】

次に、処理部３２は、所定の距離（レーダ装置１とカバー３との距離）からの反射波の振幅から、カバー３の汚れを検出する第１処理モードを実行する（ステップ１０４’）。本変形例では、処理部３２は、汚れがあることが検出された場合には、その状態を記憶部３３に記録する。次に、処理部３２は、受信された反射波のデジタル信号から所定の距離（レーダ装置１とカバー３との距離）からの反射波成分を除去することにより、物標４を検出して、検出結果を上位装置２に向けて発信する第２処理モードを実行する。本変形例の第２処理モードでは、さらに、記憶部３３に記録された汚れの状態を読み出し、汚れが有るときには、カバー３で反射された反射波の振幅の時間変動の大きさから、汚れの原因を判定する処理も行う（ステップ１０５’）。

【0044】

次に、図８のフローチャートに基づいて、変形例の第１処理モード（ステップ１０４’）の動作を詳細に説明する。はじめに、処理部３２が、受信した反射波から、所定の距離からの反射波の振幅を算出する（ステップ２０１）。反射波には、カバー３で反射された反射波（所定の距離からの反射波）と、物標４で反射された反射波（所定の距離までの範囲を除くレーダの検知範囲からの反射波）とが含まれているが、カバー３と、送信アンテナ１１および受信アンテナ２１_１・・・２１_ｎとの距離（所定の距離）は既知であることから、信号波の送信から反射波の受信までの時間が特定できるため、反射波のデジタル信号のなかから、カバー３で反射された反射波を特定し、その振幅を算出することができる。

【0045】

次に、処理部３２は、カバー３で反射された反射波の振幅を、カバー３の汚れが無いときの反射波の振幅と比較する（ステップ２０２）。例えば、レーダ装置１の出荷時に、カバー３の汚れが無い初期状態の反射波の振幅を記憶しておき、記憶された振幅を、レーダ装置１の通常動作中に受信する上記反射波の振幅と比較する。比較の結果、通常動作中に受信する反射波と汚れが無いときの反射波の振幅との相違が、所定の閾値を超える場合には、処理部３２は、レーダ性能の低下が生じる汚れが有ると判断して（ステップ２０３）、汚れが有る状態であることを示す情報を記憶部３３に記録する（ステップ２０５）。一方、カバー３の汚れが無いときの反射波の振幅との相違が、所定の閾値以下の場合には、処理部３２は、レーダ性能の低下が生じる汚れは無いと判断して（ステップ２０３）、処理を終了する。

【0046】

次に、図９を参照しながら、第２処理モード（ステップ１０５’）の変形例の動作について詳細に説明する。第２処理モード（ステップ１０５’）は、分離ビート信号生成処理（ステップ３０２）と物標の位置推定処理（ステップ３０３）との間に、汚れの原因を判定する処理（ステップ３０４～３０７）を行う点が、図５に示した第２処理モード（ステップ１０５）とは異なる。ステップ３０１、３０２、３０３および４００の動作は、図５の第２処理モードの動作と同一である。このため、以下では、図５の第２処理モードと動作が異なる点、すなわち、汚れの原因を判定する処理（ステップ３０４～３０７）について説明を行う。

【0047】

分離ビート信号生成処理（ステップ３０２）後に、処理部３２は、記憶部３３に格納された汚れの状態を示す情報を呼び出す。汚れ検出処理（ステップ１０４’）で汚れが検出された場合には（ステップ３０４）、カバー３から反射された反射波の振幅の時間的差分を計算する差分ベクトル強度算出処理を行う（ステップ３０５）。すなわち、所定の周期でサンプリングされるカバー３から反射された反射波の振幅を、所定のサンプリング周期毎に記憶部３３から読み出して差分をとることにより、反射波の振幅の時間変動の大きさを求める。

【0048】

次に、処理部３２は、求めた時間変動の大きさを閾値と比較することにより、汚れの原因を判定する（ステップ３０６）。例えば、汚れとして検出されたものが泥であった場合、泥は時間変動するため、振幅レベルの差分としては比較的大きく、時間に対して連続的に変化する。一方で、汚れとして検出されたものが傷やへこみであった場合には、その状態は、新たに傷やへこみができない限りは変化しないため、振幅レベルの差分は時間に対して断続的になり、変化していない時間領域の差分はゼロに近くなる。したがって、時間変動の大きさを閾値と比較することにより、汚れの原因を判定することができる。

【0049】

その後、処理部３２は、汚れが有ることを示す信号、および、汚れの原因を示す信号を上位装置２に発信することにより通知を行う（ステップ３０７）。上位装置２は、信号を受信すると、カーナビの表示装置や警告音などを用いて、ユーザに対して通知を行う。さらに、汚れの原因に応じた対応、例えば、掃除の必要性、メンテナンスの必要性などの通知を行ってもよい。その後、処理部３２は、物標４の位置推定処理（ステップ３０３）を実施する。さらに、物標検出処理を行う（ステップ４００）。

【0050】

一方、記憶部３３に格納された汚れの状態を示す情報が格納されていない場合には、処理部３２は、レーダ性能の低下が生じる汚れは無いと判断して（ステップ３０４）、物標４の位置推定処理（ステップ３０３）を実施する。さらに、物標検出処理を行う（ステップ４００）。

【0051】

以上の処理により、レーダ装置１は、カバー３の汚れを検出することができる。これにより、汚れ検出の精度の向上を図り、もって物標４までの距離演算の精度の向上を図ることが可能なレーダ装置および検出方法を提供することができる。さらに、レーダ装置１の検知性能を低下させる可能性のある汚れ原因がなにかを判定することが可能となり、これによりユーザは適切なアクションを採ることが可能となる。

【0052】

以上、本発明にかかるレーダ装置および検出方法について説明を行ったが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。例えば、実施態様で説明したレーダ装置１は、パルス方式を採用しているが、ＦＣＭ（Ｆａｓｔ Ｃｈｉｒｐ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式でもよい。また、上述した変形例（図７～９）では、汚れの原因を判定する処理（ステップ３０４～３０７）を、第２処理モード（ステップ１０５’）の一部として実施しているが、第１処理モードの後であれば、第２処理モードとは別に、例えば第１処理モード（ステップ１０４’）と第２処理モード（ステップ１０５’）との間に、実施してもよい。

【符号の説明】

【0053】

１ レーダ装置
２ 上位装置
３ カバー（バンパ）
４ 物標
１０ 送信部
１１ 送信アンテナ
１２ 変調部
１３ 局部発振部
２０ 受信部
２１_１、２１_ｎ 受信アンテナ
２２_１、２２_ｎ 増幅部
２３_１、２３_ｎ 復調部
２４_１、２４_ｎ Ａ／Ｄ変換部
３０ 制御処理部
３１ 制御部
３２ 処理部
３３ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】