特開2023-73522電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム
(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】P2023073522
(43)【公開日】2023-05-25
(54)【発明の名称】電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 13/34 20060101AFI20230518BHJP
G01S 13/931 20200101ALN20230518BHJP
【ＦＩ】
G01S13/34
G01S13/931
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023060320
(22)【出願日】2023-04-03
(62)【分割の表示】P 2020036212の分割
【原出願日】2019-09-03
(31)【優先権主張番号】P 2018165795
(32)【優先日】2018-09-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100132045
【弁理士】
【氏名又は名称】坪内 伸
(72)【発明者】
【氏名】佐原 徹
(57)【要約】
【課題】反射波の到来方向を測定する精度を向上させる電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムを提供する。
【解決手段】電子機器は、送信波に基づく送信信号及び送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、第２サンプルに基づいて反射波の到来方向を推定する制御部を備える。制御部は、第１サンプルを、ビート信号のうち、第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとし、第２サンプルを、第１サンプルのうち、第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとする。
【選択図】図２
【解決手段】電子機器は、送信波に基づく送信信号及び送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、第２サンプルに基づいて反射波の到来方向を推定する制御部を備える。制御部は、第１サンプルを、ビート信号のうち、第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとし、第２サンプルを、第１サンプルのうち、第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとする。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定する制御部を備える電子機器であって、
前記制御部は、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとし、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとする、電子機器。
前記制御部は、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとし、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとする、電子機器。
【請求項2】
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定するステップと、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとするステップと、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとするステップと、
を含む、電子機器の制御方法。
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとするステップと、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとするステップと、
を含む、電子機器の制御方法。
【請求項3】
コンピュータに、
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定するステップと、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとするステップと、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとするステップと、
を実行させる、プログラム。
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定するステップと、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとするステップと、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとするステップと、
を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本出願は、２０１８年９月５日に日本国に特許出願された特願２０１８－１６５７９５の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【0002】
本開示は、電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0003】
例えば自動車に関連する産業などの分野において、自車両と対象物との間の距離などを測定する技術が重要視されている。特に、近年、ミリ波のような電波を送信し、障害物などの対象物に反射した反射波を受信することで、対象物との間の距離などを測定するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））の技術が、種々研究されている。このような距離などを測定する技術の重要性は、運転者の運転をアシストする技術、及び、運転の一部又は全部を自動化する自動運転に関連する技術の発展に伴い、今後ますます高まると予想される。
【0004】
また、送信した電波が反射された反射波を受信することで、反射波が到来する方向を測定（推定）する技術も、種々提案されている。例えば特許文献１及び特許文献２は、到来波方向の推定を精度良く行い得るレーダの技術を提案している。また、例えば特許文献３及び特許文献４は、到来波方向の推定を行う際のデータ又は演算量を低減し得るレーダの技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００９－１６２６８８号公報
【特許文献2】特開２０１１－１３７６５０号公報
【特許文献3】特開２００９－１６２６８９号公報
【特許文献4】特開２０１２－１６３４０３号公報
【発明の概要】
【0006】
一実施形態に係る電子機器は、
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定する制御部を備える。
前記制御部は、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとし、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとする。
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定する制御部を備える。
前記制御部は、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとし、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとする。
【0007】
一実施形態に係る電子機器の制御方法は、
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定するステップと、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとするステップと、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとするステップと、
を含む。
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定するステップと、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとするステップと、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとするステップと、
を含む。
【0008】
一実施形態に係る電子機器の制御プログラムは、コンピュータに、
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定するステップと、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとするステップと、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとするステップと、
を実行させる。
送信波に基づく送信信号及び前記送信波が反射された反射波に基づく受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第１サンプルを生成し、前記第１サンプルに第２のフーリエ変換処理を行った結果に基づいて第２サンプルを生成し、前記第２サンプルに基づいて前記反射波の到来方向を推定するステップと、
前記第１サンプルを、前記ビート信号のうち、前記第１のフーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとするステップと、
前記第２サンプルを、前記第１サンプルのうち、前記第２の高速フーリエ変換処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとするステップと、
を実行させる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。
【図2】一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図3】一実施形態に係る送信信号の構成を説明する図である。
【図4】一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。
【図5】一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。
【図6】一実施形態において設定される閾値を説明する図である。
【図7】一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。
【図8】一実施形態において設定される閾値を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
上述のように反射波の到来方向を測定する技術において、測定の精度を向上させることが望ましい。本開示の目的は、反射波の到来方向を測定する精度を向上させる電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムを提供することにある。一実施形態によれば、反射波の到来方向を測定する精度を向上させる電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムを提供することができる。以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0011】
一実施形態に係る電子機器は、例えば自動車などのような乗り物（移動体）に搭載されることで、当該移動体の周囲に存在する所定の対象物の方向を測定（推定）することができる。このために、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した送信アンテナから、移動体の周囲に送信波を送信することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した受信アンテナから、送信波が反射された反射波を受信することができる。送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は、例えば移動体に設置されたレーダセンサ等に備えられてもよい。
【0012】
以下、典型的な例として、一実施形態に係る電子機器が、移動体の例として乗用車のような自動車に搭載される構成について説明する。しかしながら、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、自動車に限定されない。一実施形態に係る電子機器は、自動運転自動車、バス、トラック、オートバイ、自転車、船舶、航空機、トラクターなどの農作業車、消防車、救急車、警察車両、除雪車、道路を清掃する清掃車、ドローン、及び歩行者など、種々の移動体に搭載されてよい。また、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、必ずしも自らの動力で移動する移動体にも限定されない。例えば、一実施形態に係る電子機器が搭載される移動体は、トラクターにけん引されるトレーラー部分などとしてもよい。
【0013】
まず、一実施形態に係る電子機器による物体の検出の例を説明する。
【0014】
【0015】
図１に示す移動体１００には、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ５が設置されている。また、図１に示す移動体１００は、一実施形態に係る電子機器１を搭載（例えば内蔵）しているものとする。電子機器１の具体的な構成については後述する。センサ５は、例えば送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方を備えるものとしてよい。また、センサ５は、電子機器１に含まれる制御部１０（図３）などの他の機能部の少なくともいずれかを、適宜含んでもよい。図１に示す移動体１００は、乗用車のような自動車の車両としてよいが、任意のタイプの移動体としてよい。図１において、移動体１００は、例えば図に示すＹ軸正方向（進行方向）に移動（走行又は徐行）していてもよいし、他の方向に移動していてもよいし、また移動せずに静止していてもよい。
【0016】
図１に示すように、移動体１００には、複数の送信アンテナを備えるセンサ５が設置されている。図１に示す例において、送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ５は、移動体１００の前方に１つだけ設置されている。ここで、センサ５が移動体１００に設置される位置は、図１に示す位置に限定されるものではなく、適宜、他の位置としてもよい。例えば、図１に示すようなセンサ５を、移動体１００の左側、右側、及び／又は、後方などに設置してもよい。また、このようなセンサ５の個数は、移動体１００における測定の範囲及び／又は精度など各種の条件（又は要求）に応じて、１つ以上の任意の数としてよい。
【0017】
センサ５は、送信アンテナから送信波として電磁波を送信する。例えば移動体１００の周囲に所定の対象物（例えば図１に示す対象物２００）が存在する場合、センサ５から送信された送信波の少なくとも一部は、当該対象物によって反射されて反射波となる。そして、このような反射波を例えばセンサ５の受信アンテナによって受信することにより、移動体１００に搭載された電子機器１は、当該対象物を検出することができる。
【0018】
送信アンテナを備えるセンサ５は、典型的には、電波を送受信するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））センサとしてよい。しかしながら、センサ５は、レーダセンサに限定されない。一実施形態に係るセンサ５は、例えば光波によるLIDAR（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）の技術に基づくセンサとしてもよい。これらのようなセンサは、例えばパッチアンテナなどを含んで構成することができる。RADAR及びLIDARのような技術は既に知られているため、詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略することがある。
【0019】
図１に示す移動体１００に搭載された電子機器１は、センサ５の送信アンテナから送信された送信波の反射波を受信アンテナから受信する。このようにして、電子機器１は、移動体１００から所定の距離内に存在する所定の対象物２００を検出することができる。例えば、図１に示すように、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の対象物２００との間の距離Ｌを測定することができる。また、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の対象物２００との相対速度も測定することができる。さらに、電子機器１は、所定の対象物２００からの反射波が、自車両である移動体１００に到来する方向（到来角θ）も測定することができる。
【0020】
ここで、対象物２００とは、例えば移動体１００に隣接する車線を走行する対向車、移動体１００に並走する自動車、及び移動体１００と同じ車線を走行する前後の自動車などの少なくともいずれかとしてよい。また、対象物２００とは、オートバイ、自転車、ベビーカー、歩行者、ガードレール、中央分離帯、道路標識、歩道の段差、壁、マンホール、障害物など、移動体１００の周囲に存在する任意の物体としてよい。本開示において、センサ５が検出する対象物は、無生物の他に、人又は動物などの生物も含む。本開示のセンサ５が検出する対象物は、レーダ技術により検知される、人、物及び動物などを含む物標を含む。
【0021】
図１において、センサ５の大きさと、移動体１００の大きさとの比率は、必ずしも実際の比率を示すものではない。また、図１において、センサ５は、移動体１００の外部に設置した状態を示してある。しかしながら、一実施形態において、センサ５は、移動体１００の各種の位置に設置してよい。例えば、一実施形態において、センサ５は、移動体１００のバンパーの内部に設置して、移動体１００の外観に現れないようにしてもよい。また、センサ５が移動体１００に設置される位置は、移動体１００の外部及び内部のいずれか、若しくは双方でよい。移動体１００の内部とは、例えば、移動体１００のボディの内側、バンパーの内側、ヘッドライトの内部、又は車内の空間内などがある。移動体１００の外部とは、例えば、移動体１００のボディの表面、バンパーの表面、又はヘッドライトの表面などがある。
【0022】
以下、典型的な例として、センサ５の送信アンテナは、ミリ波（３０ＧＨｚ以上）又は準ミリ波（例えば２０ＧＨｚ～３０ＧＨｚ付近）などのような周波数帯の電波を送信するものとして説明する。例えば、センサ５の送信アンテナは、７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を有する電波を送信してもよい。センサ５の送信アンテナは、ミリ波（３０ＧＨｚ以上）又は準ミリ波（例えば２０ＧＨｚ～３０ＧＨｚ付近）以外の周波数帯の電波を送信するとしてもよい。
【0023】
図２は、一実施形態に係る電子機器１の構成例を概略的に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る電子機器１の構成の一例について説明する。
【0024】
ミリ波方式のレーダによって距離などを測定する際、周波数変調連続波レーダ（以下、ＦＭＣＷレーダ（Frequency Modulated Continuous Wave radar）と記す）が用いられることが多い。ＦＭＣＷレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば７９ＧＨｚの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のＦＭＣＷレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を持つものとなる。７９ＧＨｚの周波数帯のレーダは、例えば２４ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、７６ＧＨｚの周波数帯などの他のミリ波／準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。以下、このような実施形態について説明する。
【0025】
図２に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、センサ５とＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０とから構成される。ＥＣＵ５０は、移動体１００の様々な動作を制御する。少なくとも１以上のＥＣＵにより構成されるとしてよい。一実施形態に係る電子機器１は、制御部１０を備えている。また、一実施形態に係る電子機器１は、送信部２０、受信部３０Ａ～３０Ｄ、及び記憶部４０などの少なくともいずれかのような、他の機能部を適宜含んでもよい。図２に示すように、電子機器１は、受信部３０Ａ～３０Ｄのように、複数の受信部を備えてよい。以下、受信部３０Ａと、受信部３０Ｂと、受信部３０Ｃと、受信部３０Ｄとを区別しない場合、単に「受信部３０」と記す。
【0026】
制御部１０は、図２に示すように、距離ＦＦＴ処理部１２、速度ＦＦＴ処理部１４、到来角推定部１６、及び判定処理部１８を備えてよい。制御部１０に含まれるこれらの機能部については、さらに後述する。
【0027】
送信部２０は、図２に示すように、信号生成部２１、シンセサイザ２２、位相制御部２３Ａ及び２３Ｂ、増幅器２４Ａ及び２４Ｂ、並びに送信アンテナ２５Ａ及び２５Ｂを備えてよい。以下、送信アンテナ２５Ａと送信アンテナ２５Ｂとを区別しない場合、単に「送信アンテナ２５」と記す。また、送信部２０における他の機能部についても、例えば位相制御部２３Ａ及び２３Ｂのように、同種の複数の機能部を特に区別しない場合、Ａ及びＢのような記号を省略することにより、当該機能部を総称することがある。
【0028】
受信部３０は、図２に示すように、それぞれ対応する受信アンテナ３１Ａ～３１Ｄを備えてよい。以下、受信アンテナ３１Ａと、受信アンテナ３１Ｂと、受信アンテナ３１Ｃと、受信アンテナ３１Ｄとを区別しない場合、単に「受信アンテナ３１」と記す。また、複数の受信部３０は、それぞれ、図２に示すように、ＬＮＡ３２、ミキサ３３、ＩＦ部３４、及びＡＤ変換部３５を備えてよい。受信部３０Ａ～３０Ｄは、それぞれ同様の構成としてよい。図２においては、代表例として、受信部３０Ａのみの構成を概略的に示してある。
【0029】
上述のセンサ５は、例えば送信アンテナ２５及び受信アンテナ３１を備えるものとしてよい。また、センサ５は、制御部１０などの他の機能部の少なくともいずれかを適宜含んでもよい。
【0030】
一実施形態に係る電子機器１が備える制御部１０は、電子機器１を構成する各機能部の制御をはじめとして、電子機器１全体の動作の制御を行うことができる。制御部１０は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)のような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。制御部１０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、制御部１０は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してよい。制御部１０は、制御部１０の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。
【0031】
記憶部４０は、制御部１０において実行されるプログラム、及び、制御部１０において実行された処理の結果などを記憶してよい。また、記憶部４０は、制御部１０のワークメモリとして機能してよい。記憶部４０は、例えば半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。また、例えば、記憶部４０は、本実施形態に係る電子機器１に挿入されたメモリカードのような記憶媒体としてもよい。また、記憶部４０は、上述のように、制御部１０として用いられるＣＰＵの内部メモリであってもよい。
【0032】
一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、送信部２０及び受信部３０の少なくとも一方を制御することができる。この場合、制御部１０は、記憶部４０に記憶された各種情報に基づいて、送信部２０及び受信部３０の少なくとも一方を制御してよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、信号生成部２１に信号の生成を指示したり、信号生成部２１が信号を生成するように制御したりしてもよい。
【0033】
信号生成部２１は、制御部１０の制御により、送信アンテナ２５から送信波Ｔとして送信される信号（送信信号）を生成する。信号生成部２１は、送信信号を生成する際に、例えば制御部１０による制御に基づいて、送信信号の周波数を割り当ててよい。例えば、信号生成部２１は、制御部１０から周波数情報を受け取ることにより、例えば７７～８１ＧＨｚのような周波数帯域の所定の周波数の信号を生成する。信号生成部２１は、例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ）のような機能部を含んで構成してよい。
【0034】
信号生成部２１は、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばＣＰＵのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。以下説明する各機能部も、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、可能な場合には、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばＣＰＵのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。
【0035】
一実施形態に係る電子機器１において、信号生成部２１は、例えばチャープ信号のような送信信号（送信チャープ信号）を生成してよい。特に、信号生成部２１は、周波数が周期的に線形に変化する信号（線形チャープ信号）を生成してもよい。例えば、信号生成部２１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで周期的に線形に増大するチャープ信号としてもよい。また、例えば、信号生成部２１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで線形の増大（アップチャープ）及び減少（ダウンチャープ）を周期的に繰り返す信号を生成してもよい。信号生成部２１が生成する信号は、例えば制御部１０において予め設定されていてもよい。また、信号生成部２１が生成する信号は、例えば記憶部４０などに予め記憶されていてもよい。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。信号生成部２１によって生成された信号は、シンセサイザ２２に供給される。
【0036】
一実施形態に係る電子機器１が備えるＥＣＵ５０は、移動体１００を構成する各機能部の制御をはじめとして、移動体１００全体の動作の制御を行うことができる。ＥＣＵ５０は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）のような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。ＥＣＵ５０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、ＥＣＵ５０は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してよい。ＥＣＵ５０は、ＥＣＵ５０の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。また、制御部１０の機能の少なくとも一部がＥＣＵ５０の機能とされてもよいし、ＥＣＵ５０の機能の少なくとも一部が制御部１０の機能とされてもよい。
【0037】
図３は、信号生成部２１が生成するチャープ信号の例を説明する図である。
【0038】
図３において、横軸は経過する時間を表し、縦軸は周波数を表す。図３に示す例において、信号生成部２１は、周波数が周期的に線形に変化する線形チャープ信号を生成する。図３においては、各チャープ信号を、ｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように示してある。図３に示すように、それぞれのチャープ信号において、時間の経過に伴って周波数が線形に増大する。
【0039】
図３に示す例において、ｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように８つのチャープ信号を含めて、１つのサブフレームとしている。すなわち、図３に示すサブフレーム１及びサブフレーム２などは、それぞれｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように８つのチャープ信号を含んで構成されている。また、図３に示す例において、サブフレーム１～サブフレーム１６のように１６のサブフレームを含めて、１つのフレームとしている。すなわち、図３に示すフレーム１及びフレーム２など、それぞれ１６のサブフレームを含んで構成されている。また、図３に示すように、フレーム同士の間には、所定の長さのフレームインターバルを含めてもよい。
【0040】
図３において、フレーム２以降も同様の構成としてよい。また、図３において、フレーム３以降も同様の構成としてよい。一実施形態に係る電子機器１において、信号生成部２１は、任意の数のフレームとして送信信号を生成してよい。また、図３においては、一部のチャープ信号は省略して示している。このように、信号生成部２１が生成する送信信号の時間と周波数との関係は、例えば記憶部４０などに記憶しておいてよい。
【0041】
このように、一実施形態に係る電子機器１は、複数のチャープ信号を含むサブフレームから構成される送信信号を送信してよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、サブフレームを所定数含むフレームから構成される送信信号を送信してよい。
【0042】
以下、電子機器１は、図３に示すようなフレーム構造の送信信号を送信するものとして説明する。しかしながら、図３に示すようなフレーム構造は一例であり、例えば１つのサブフレームに含まれるチャープ信号は８つに限定されない。一実施形態において、信号生成部２１は、任意の数（例えば任意の複数）のチャープ信号を含むサブフレームを生成してよい。また、図３に示すようなサブフレーム構造も一例であり、例えば１つのフレームに含まれるサブフレームは１６に限定されない。一実施形態において、信号生成部２１は、任意の数（例えば任意の複数）のサブフレームを含むフレームを生成してよい。
【0043】
シンセサイザ２２は、信号生成部２１が生成した信号の周波数を、所定の周波数帯の周波数まで上昇させる。シンセサイザ２２は、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択された周波数まで、信号生成部２１が生成した信号の周波数を上昇させてよい。送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択される周波数は、例えば制御部１０によって設定されてもよい。また、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択される周波数は、例えば記憶部４０に記憶されていてもよい。シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、位相制御部２３及びミキサ３３に供給される。受信部３０が複数の場合、シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、複数の受信部３０におけるそれぞれのミキサ３３に供給されてよい。
【0044】
位相制御部２３は、シンセサイザ２２から供給された送信信号の位相を制御する。具体的には、位相制御部２３は、例えば制御部１０による制御に基づいて、シンセサイザ２２から供給された信号の位相を適宜早めたり遅らせたりすることにより、送信信号の位相を調整してよい。この場合、位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波Ｔの経路差に基づいて、それぞれの送信信号の位相を調整してもよい。位相制御部２３がそれぞれの送信信号の位相を適宜調整することにより、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔは、所定の方向において強め合ってビームを形成する（ビームフォーミング）。この場合、ビームフォーミングの方向と、複数の送信アンテナ２５がそれぞれ送信する送信信号の制御すべき位相量との相関関係は、例えば記憶部４０に記憶しておいてよい。位相制御部２３によって位相制御された送信信号は、増幅器２４に供給される。
【0045】
増幅器２４は、位相制御部２３から供給された送信信号のパワー（電力）を、例えば制御部１０による制御に基づいて増幅させる。送信信号のパワーを増幅させる技術自体は既に知られているため、より詳細な説明は省略する。増幅器２４は、送信アンテナ２５に接続される。
【0046】
送信アンテナ２５は、増幅器２４によって増幅された送信信号を、送信波Ｔとして出力（送信）する。上述のように、センサ５は、例えば送信アンテナ２５Ａ及び送信アンテナ２５Ｂのように、複数の送信アンテナを含んで構成してよい。送信アンテナ２５は、既知のレーダ技術に用いられる送信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
【0047】
このようにして、一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナ２５から送信波Ｔとして送信信号（例えば送信チャープ信号）を送信することができる。ここで、電子機器１を構成する各機能部のうちの少なくとも１つは、１つの筐体において容易に開けられない構造の筐体に収められているとしてもよい。例えば送信アンテナ２５、受信アンテナ３１、増幅器２４Ａ及び増幅器２４Ｂが１つの筐体に収められ、かつ、この筐体が容易に開けられない構造となっているとよい。さらに、ここで、センサ５が自動車のような移動体１００に設置される場合、送信アンテナ２５は、例えばレーダカバーのような部材を介して、移動体１００の外部に送信波Ｔを送信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ５のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で送信アンテナ２５を覆うことにより、送信アンテナ２５が外部との接触により破損したり不具合が発生したりするリスクを低減することができる。
【0048】
図２に示す電子機器１は、送信アンテナ２５Ａ及び送信アンテナ２５Ｂのように２つの送信アンテナ２５を備え、この２つの送信アンテナ２５によって送信波Ｔを送信する。したがって、図２に示す電子機器１は、２つの送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信するのに必要な機能部も、それぞれ２つずつ含んで構成される。具体的には、電子機器１は、位相制御部２３Ａ及び位相制御部２３Ｂのように２つの位相制御部２３を含んで構成される。また、図２に示す電子機器１は、増幅器２４Ａ及び増幅器２４Ｂのように２つの増幅器２４を含んで構成される。
【0049】
図２に示す電子機器１は、２つの送信アンテナ２５を備えているが、一実施形態に係る電子機器１が備える送信アンテナ２５の数は、例えば３つ以上のように、任意の複数としてよい。この場合、一実施形態に係る電子機器１は、複数の送信アンテナ２５と同じ数の増幅器２４を備えてよい。また、この場合、一実施形態に係る電子機器１は、複数の送信アンテナ２５と同じ数の位相制御部２３を備えてよい。
【0050】
受信アンテナ３１は、反射波Ｒを受信する。反射波Ｒは、送信波Ｔが所定の対象物２００に反射したものである。受信アンテナ３１は、例えば受信アンテナ３１Ａ～受信アンテナ３１Ｄのように、複数のアンテナを含んで構成してよい。受信アンテナ３１は、既知のレーダ技術に用いられる受信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。受信アンテナ３１は、ＬＮＡ３２に接続される。受信アンテナ３１によって受信された反射波Ｒに基づく受信信号は、ＬＮＡ３２に供給される。
【0051】
一実施形態に係る電子機器１は、複数の受信アンテナ３１から、例えばチャープ信号のような送信信号（送信チャープ信号）として送信された送信波Ｔが所定の対象物２００によって反射された反射波Ｒを受信することができる。このように、送信波Ｔとして送信チャープ信号を送信する場合、受信した反射波Ｒに基づく受信信号は、受信チャープ信号と記す。すなわち、電子機器１は、受信アンテナ３１から反射波Ｒとして受信信号（例えば受信チャープ信号）を受信する。ここで、センサ５が自動車のような移動体１００に設置される場合、受信アンテナ３１は、例えばレーダカバーのような部材を介して、移動体１００の外部から反射波Ｒを受信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ５のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で受信アンテナ３１を覆うことにより、受信アンテナ３１が外部との接触により破損又は不具合が発生するリスクを低減することができる。
【0052】
また、受信アンテナ３１が送信アンテナ２５の近くに設置される場合、これらをまとめて１つのセンサ５に含めて構成してもよい。すなわち、１つのセンサ５には、例えば少なくとも１つの送信アンテナ２５及び少なくとも１つの受信アンテナ３１を含めてもよい。例えば、１つのセンサ５は、複数の送信アンテナ２５及び複数の受信アンテナ３１を含んでもよい。このような場合、例えば１つのレーダカバーのような部材で、１つのレーダセンサを覆うようにしてもよい。
【0053】
ＬＮＡ３２は、受信アンテナ３１によって受信された反射波Ｒに基づく受信信号を低ノイズで増幅する。ＬＮＡ３２は、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier）としてよく、受信アンテナ３１から供給された受信信号を低雑音で増幅する。ＬＮＡ３２によって増幅された受信信号は、ミキサ３３に供給される。
【0054】
ミキサ３３は、ＬＮＡ３２から供給されるＲＦ周波数の受信信号を、シンセサイザ２２から供給される送信信号に混合する（掛け合わせる）ことにより、ビート信号を生成する。ミキサ３３によって混合されたビート信号は、ＩＦ部３４に供給される。
【0055】
ＩＦ部３４は、ミキサ３３から供給されるビート信号に周波数変換を行うことにより、ビート信号の周波数を中間周波数（ＩＦ（Intermediate Frequency）周波数）まで低下させる。ＩＦ部３４によって周波数を低下させたビート信号は、ＡＤ変換部３５に供給される。
【0056】
ＡＤ変換部３５は、ＩＦ部３４から供給されたアナログのビート信号をデジタル化する。ＡＤ変換部３５は、任意のアナログ－デジタル変換回路（Analog to Digital Converter（ＡＤＣ））で構成してよい。ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号は、制御部１０の距離ＦＦＴ処理部１２に供給される。受信部３０が複数の場合、複数のＡＤ変換部３５によってデジタル化されたそれぞれのビート信号は、距離ＦＦＴ処理部１２に供給されてよい。
【0057】
距離ＦＦＴ処理部１２は、ＡＤ変換部３５から供給されたビート信号に基づいて、電子機器１を搭載した移動体１００と、対象物２００との間の距離を推定する。距離ＦＦＴ処理部１２は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、距離ＦＦＴ処理部１２は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform（ＦＦＴ））処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。距離ＦＦＴ処理部１２及び速度ＦＦＴ処理部１４は、離散フーリエ変換、又はフーリエ変換を行うとしてもよい。
【0058】
距離ＦＦＴ処理部１２は、ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行う（以下、適宜「第１のＦＦＴ処理」と記す）。例えば、距離ＦＦＴ処理部１２は、ＡＤ変換部３５から供給された複素信号にＦＦＴ処理を行ってよい。ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号は、信号強度（電力）の時間変化として表すことができる。距離ＦＦＴ処理部１２は、このようなビート信号にＦＦＴ処理を行うことにより、各周波数に対応する信号強度（電力）として表すことができる。距離ＦＦＴ処理部１２は、第１のＦＦＴ処理によって得られた結果においてピークが所定の閾値以上である場合、そのピークに対応する距離に、所定の対象物２００があると判断してもよい。距離ＦＦＴ処理部１２は、１つのチャープ信号（例えば図３に示すｃ１）に基づいて、所定の対象物との間の距離を推定することができる。すなわち、電子機器１は、第１のＦＦＴ処理を行うことにより、図１に示した距離Ｌを測定（推定）することができる。ビート信号にＦＦＴ処理を行うことにより、所定の物体との間の距離を測定（推定）する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。距離ＦＦＴ処理部１２によって第１のＦＦＴ処理が行われた結果は、速度ＦＦＴ処理部１４に供給されてよい。
【0059】
速度ＦＦＴ処理部１４は、距離ＦＦＴ処理部１２によって第１のＦＦＴ処理が行われたビート信号に基づいて、電子機器１を搭載した移動体１００と、対象物２００との相対速度を推定する。速度ＦＦＴ処理部１４は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、速度ＦＦＴ処理部１４は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform（ＦＦＴ））処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。
【0060】
速度ＦＦＴ処理部１４は、距離ＦＦＴ処理部１２によって第１のＦＦＴ処理が行われたビート信号に対してさらにＦＦＴ処理を行う（以下、適宜「第２のＦＦＴ処理」と記す）。例えば、速度ＦＦＴ処理部１４は、距離ＦＦＴ処理部１２から供給された複素信号にＦＦＴ処理を行ってよい。速度ＦＦＴ処理部１４は、チャープ信号のサブフレーム（例えば図３に示すサブフレーム１）に基づいて、所定の対象物との相対速度を推定することができる。上述のようにビート信号に第１のＦＦＴ処理を行うと、複数のベクトルを生成することができる。これら複数のベクトルに対して第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークの位相を求めることにより、所定の物体との相対速度を推定することができる。すなわち、電子機器１は、第２のＦＦＴ処理を行うことにより、図１に示した移動体１００と所定の対象物２００との相対速度を測定（推定）することができる。距離のＦＦＴ処理を行った結果に対して速度のＦＦＴ処理を行うことにより、所定の物体との相対速度を測定（推定）する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。速度ＦＦＴ処理部１４によって第２のＦＦＴ処理が行われた結果は、到来角推定部１６に供給されてよい。
【0061】
到来角推定部１６は、速度ＦＦＴ処理部１４によってＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、所定の対象物２００から反射波Ｒが到来する方向を推定する。電子機器１は、複数の受信アンテナ３１から反射波Ｒを受信することで、反射波Ｒが到来する方向を推定することができる。例えば、複数の受信アンテナ３１は、所定の間隔で配置されているものとする。この場合、送信アンテナ２５から送信された送信波Ｔが所定の対象物２００に反射されて反射波Ｒとなり、所定の間隔で配置された複数の受信アンテナ３１はそれぞれ反射波Ｒを受信する。そして、電子機器１は、複数の受信アンテナ３１がそれぞれ受信した反射波Ｒの位相、及びそれぞれの反射波Ｒの経路差に基づいて、反射波Ｒが受信アンテナ３１に到来する方向を推定することができる。すなわち、電子機器１は、第２のＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、図１に示した到来角θを測定（推定）することができる。速度のＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、反射波Ｒが到来する方向を推定する技術は各種提案されている。したがって、公知の技術についてのより詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。到来角推定部１６によって推定された到来角θの情報（角度情報）は、例えば制御部１０からＥＣＵ５０などに出力されてよい。この場合、移動体１００が自動車である場合、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）のような通信インタフェースを用いて通信を行ってもよい。
【0062】
判定処理部１８は、演算処理に用いる各値が、所定の閾値以上であるか否かを判定する処理を行う。例えば、判定処理部１８は、距離ＦＦＴ処理部１２及び速度ＦＦＴ処理部１４において処理が行われた結果におけるピークが、それぞれ所定の閾値以上であるか否かを判定してよい。
【0063】
例えば、判定処理部１８は、距離ＦＦＴ処理部１２によって第１のＦＦＴ処理が行われた結果におけるピークが、第１閾値以上になるか否かを判定してもよい。すなわち、判定処理部１８は、送信信号及び受信信号に基づいて生成されたビート信号について第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが、第１閾値以上になるか否かを判定してもよい。第１閾値の設定については、さらに後述する。このようにして、ビート信号について第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上であると判定される場合、当該ビート信号を「第１サンプル」としてカウントしてもよい。当該ビート信号を「第１サンプル」としてカウントするとは、判定処理部１８が、ビート信号について第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上であるサンプルを選択することを意味する。
【0064】
また、例えば、判定処理部１８は、速度ＦＦＴ処理部１４によって第２のＦＦＴ処理が行われた結果におけるピークが、第２閾値以上になるか否かを判定してもよい。すなわち、判定処理部１８は、上述の第１サンプルについて第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが、第２閾値以上になるか否かを判定してもよい。第２閾値の設定については、さらに後述する。このようにして、第１サンプルについて第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上であると判定される場合、当該第１サンプルを「第２サンプル」としてカウントしてもよい。当該ビート信号を「第２サンプル」としてカウントするとは、判定処理部１８が、ビート信号について第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上であるサンプルを選択することを意味する。
【0065】
上述のように、到来角推定部１６は、速度ＦＦＴ処理部１４によってＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、所定の対象物２００から反射波Ｒが到来する方向を推定する。また、速度ＦＦＴ処理部１４は、距離ＦＦＴ処理部１２によって第１のＦＦＴ処理が行われたビート信号に対して第２のＦＦＴ処理を行う。この場合、距離ＦＦＴ処理部１２は、送信信号及び受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のＦＦＴ処理を行った結果に基づいて、判定処理部１８による判定処理に従って、第１サンプルを生成してよい。また、速度ＦＦＴ処理部１４は、第１サンプルに第２のＦＦＴ処理を行った結果に基づいて、判定処理部１８による判定処理に従って、第２サンプルを生成してよい。そして、到来角推定部１６は、生成された第２サンプルに基づいて、反射波Ｒの到来方向（到来角θ）を推定してもよい。例えば、電子機器１は、第２サンプルから求める共分散行列に基づいて、反射波Ｒの到来方向（到来角θ）を推定してもよい。
【0066】
図２に示す電子機器１は、２つの送信アンテナ２５及び４つの受信アンテナ３１を備えている。このように複数の送信アンテナ２５及び複数の受信アンテナ３１を備えることにより、電子機器１は、これらのアンテナを例えば８本の仮想アンテナアレイとしてよい。このように、電子機器１は、仮想８本のアンテナを用いることにより、図３に示す１６のサブフレームの反射波Ｒを送受信してよい。
【0067】
図４～図７は、一実施形態に係る電子機器１の動作の例を説明する図である。以下、一実施形態に係る電子機器１の動作の例を説明する。以下、電子機器１は、ミリ波方式のＦＭＣＷレーダとして構成される例について説明する。
【0068】
図４は、一実施形態に係る電子機器１の動作を説明するフローチャートである。図４に示す動作は、例えば電子機器１が、移動体１００の周囲に存在する所定の対象物２００を検出し、当該対象物２００から反射波Ｒが到来する方向（到来角θ）を推定する際に開始してよい。
【0069】
図４に示す動作が開始すると、電子機器１の制御部１０は、送信部２０の送信アンテナ２５からチャープ信号を送信するように制御する（ステップＳ１）。具体的には、制御部１０は、信号生成部２１に送信信号（チャープ信号）の生成を指示する。そして、制御部１０は、チャープ信号が、シンセサイザ２２、位相制御部２３、及び増幅器２４を得て、送信アンテナ２５から送信波Ｔとして送信されるように制御する。
【0070】
ステップＳ１においてチャープ信号が送信されると、制御部１０は、受信部３０の受信アンテナ３１からチャープ信号を受信するように制御する（ステップＳ２）。ステップＳ２においてチャープ信号が受信されると、制御部１０は、送信チャープ信号と受信チャープ信号を掛け合わせることにより、ビート信号を生成するように受信部３０を制御する（ステップＳ３）。具体的には、制御部１０は、受信アンテナ３１から受信されたチャープ信号が、ＬＮＡ３２により増幅され、ミキサ３３によって送信チャープ信号と掛け合わされるように制御する。ステップＳ１からステップＳ３までの処理は、例えば既知のミリ波方式のＦＭＣＷレーダの技術を採用することで行ってよい。
【0071】
ステップＳ３においてビート信号が生成されると、制御部１０は、生成された各チャープ信号から、上述の第１サンプルを生成する（ステップＳ４）。
【0072】
【0073】
図４に示すステップＳ４の処理が開始すると、距離ＦＦＴ処理部１２は、図５に示すように、ステップＳ３で生成されたビート信号に第１のＦＦＴ処理を行う（ステップＳ１１）。上述のように、ステップＳ１１の処理が行われると、各周波数に対応する信号強度（電力）が得られる。ステップＳ１１において、距離ＦＦＴ処理部１２は、ＡＤ変換部３５から供給されるデジタルのビート信号に、第１のＦＦＴ処理を行ってよい。
【0074】
ステップＳ１１においてビート信号に第１のＦＦＴ処理が行われたら、判定処理部１８は、生成されたビート信号のうち、第１のＦＦＴ処理が行われた結果におけるピークが第１閾値以上になるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【0075】
ここで、第１閾値の設定について説明する。図６は、第１閾値の設定の一例について説明する図である。
【0076】
図６は、例えばステップＳ１１においてビート信号に第１のＦＦＴ処理を行った結果の一例を示す図である。図６において、横軸は周波数ｆを示し、縦軸は信号強度（電力）Ｐを示している。図６に示す例において、周波数がｆｒ１の領域及び周波数がｆｒ２の領域にあるとき、信号強度はＰａに近い値を示している。また、図６に示す例において、周波数がｆ１のとき、信号強度はピークの値Ｐ（ｆ１）を示している。
【0077】
一実施形態において、判定処理部１８は、例えば電力のピーク値Ｐ（ｆ１）を検出することができるように、電力の閾値Ｐｔｈを設定する。ここで、閾値Ｐｔｈは、例えば電力がピークの値Ｐ（ｆ１）になるときの周波数ｆ１を含む周辺領域以外の領域ｆｒ１及び／又は領域ｆｒ２のときの電力の平均値に基づいて設定してよい。例えば、図６において、周波数が領域ｆｒ１及び／又は領域ｆｒ２のとき、信号強度の平均はほぼＰａに近い値を示している。そこで、電力がピークの値Ｐ（ｆ１）になるときの周波数ｆ１を含む周辺領域以外の領域ｆｒ１及び／又は領域ｆｒ２のときの電力の平均値を例えばＰａとする。この場合、電力の平均値Ｐａに所定の値を加えたものを、電力の閾値Ｐｔｈとして設定してよい。また、電力の閾値Ｐｔｈを設定する際には、電力がピークの値Ｐ（ｆ１）になるときの周波数ｆ１を含む周辺領域において、ガードバンドを除くようにしてもよい。
【0078】
このように、電力の閾値Ｐｔｈを設定することにより、判定処理部１８は、ビート信号について第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上であるか否かを判定することができる。
【0079】
図５に示すステップＳ１２においては、ビート信号について第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上であるか否かが判定される。ステップＳ１２においてピークが第１閾値以上であると判定される場合、判定処理部１８は、ステップＳ１３における動作を行って、図５に示す処理を終了する。一方、ステップＳ１２においてピークが第１閾値未満であると判定される場合、判定処理部１８は、ステップＳ１３における動作を行わずに、図５に示す処理を終了する。
【0080】
ステップＳ１３において、判定処理部１８は、第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上であると判定されたビート信号を、第１サンプルとしてカウントする。例えば、ステップＳ１３において、判定処理部１８は、後の処理のため、第１サンプルを、記憶部４０又は制御部１０の内部メモリなどに記憶してもよい。ステップＳ１１において、第１のＦＦＴ処理が行われるビート信号は、例えば１つのチャープ信号（例えば図３に示すｃ１など）を単位としてよい。したがって、ステップＳ１３において、第１サンプルとしてカウントされるのは、１つのチャープ信号を単位としてよい。
【0081】
以上のようにして、距離ＦＦＴ処理部１２は、図４に示すステップＳ４において、１つのチャープ信号から、第１サンプルを生成してよい。
【0082】
ステップＳ４において第１サンプルが生成されたら、判定処理部１８は、１つのサブフレームに含まれるチャープ信号の全てに対してステップＳ４の処理が行われたか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、判定処理部１８は、例えば１つのサブフレーム（例えば図３に示すサブフレーム１）に含まれる８つのチャープ信号（例えば図３に示すｃ１～ｃ８）に対してステップＳ４の処理が行われたか否かを判定してよい
【0083】
ステップＳ５において１つのサブフレームに含まれるチャープ信号のうち未だステップＳ４の処理が行われていないものがあると判定される場合、制御部１０は、ステップＳ１に戻って処理を続行する。
【0084】
一方、ステップＳ５において１つのサブフレームにおけるチャープ信号が全てに対してステップＳ４の処理が行われたと判定される場合、制御部１０は、ステップＳ６の処理を行う。ステップＳ６に進む場合とは、例えば図３に示すサブフレーム１に含まれる８つのチャープ信号（ｃ１～ｃ８）の全てに対して第１のＦＦＴ処理が行われたことを意味する。そして、ステップＳ６に進む場合、前述の８つのチャープ信号（ｃ１～ｃ８）のうち、第１のＦＦＴ処理が行われた結果におけるピークが第１閾値以上となるものが、第１サンプルとしてカウントされる。
【0085】
ステップＳ５において１つのサブフレームに含まれるチャープ信号の全てに対してステップＳ４の処理が行われたと判定される場合、制御部１０は、生成された第１サンプルから、上述の第２サンプルを生成する（ステップＳ６）。
【0086】
【0087】
図４に示すステップＳ６の処理が開始すると、速度ＦＦＴ処理部１４は、図７に示すように、ステップＳ４において生成された第１サンプルに第２のＦＦＴ処理を行う（ステップＳ２１）。ステップＳ２１において、速度ＦＦＴ処理部１４は、距離ＦＦＴ処理部１２によって第１のＦＦＴ処理が行われた結果に、第２のＦＦＴ処理を行ってよい。
【0088】
ステップＳ２１において第２のＦＦＴ処理が行われたら、判定処理部１８は、第２のＦＦＴ処理が行われた第１サンプルのうち、第２のＦＦＴ処理が行われた結果におけるピークが第２閾値以上になるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【0089】
ここで、第２閾値の設定について説明する。図８は、第２閾値の設定の一例について説明する図である。
【0090】
図８は、例えばステップＳ２１において第１サンプルに第２のＦＦＴ処理を行った結果の一例を示す図である。図８において、横軸は速度ｖを示し、縦軸は信号強度（電力）Ｐを示している。図８に示す例において、速度がｖｒ１の領域及び速度がｖｒ２の領域にあるとき、信号強度はＰ’ａに近い値を示している。また、図８に示す例において、速度がｖ１のとき、信号強度はピークの値Ｐ’（ｖ１）を示している。
【0091】
一実施形態において、判定処理部１８は、例えば電力のピーク値Ｐ’（ｖ１）を検出することができるように、電力の閾値Ｐ’ｔｈを設定する。ここで、閾値Ｐ’ｔｈは、例えば電力がピークの値Ｐ’（ｖ１）になるときの速度ｖ１を含む周辺領域以外の領域ｖｒ１及び／又は領域ｖｒ２のときの電力の平均値に基づいて設定してよい。例えば、図８において、速度が領域ｖｒ１及び／又は領域ｖｒ２のとき、信号強度の平均はほぼＰ’ａに近い値を示している。そこで、電力がピークの値Ｐ’（ｖ１）になるときの速度ｖ１を含む周辺領域以外の領域ｖｒ１及び／又は領域ｖｒ２のときの電力の平均値を例えばＰ’ａとする。この場合、電力の平均値Ｐ’ａに所定の値を加えたものを、電力の閾値Ｐ’ｔｈとして設定してよい。また、電力の閾値Ｐ’ｔｈを設定する際には、電力がピークの値Ｐ’（ｖ１）になるときの速度ｖ１を含む周辺領域において、ガードバンドを除くようにしてもよい。
【0092】
このように、電力の閾値Ｐ’ｔｈを設定することにより、判定処理部１８は、第１サンプルについて第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上であるか否かを判定することができる。
【0093】
図７に示すステップＳ２２においては、第１サンプルについて第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上であるか否かが判定される。ステップＳ２２においてピークが第２閾値以上であると判定される場合、判定処理部１８は、ステップＳ２３における動作を行って、図７に示す処理を終了する。一方、ステップＳ２２においてピークが第２閾値未満であると判定される場合、判定処理部１８は、ステップＳ２３における動作を行わずに、図７に示す処理を終了する。
【0094】
ステップＳ２３において、判定処理部１８は、第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上であると判定された第１サンプルを、第２サンプルとしてカウントする。例えば、ステップＳ２３において、判定処理部１８は、後の処理のため、第２サンプルを、記憶部４０又は制御部１０の内部メモリなどに記憶してもよい。ステップＳ２１において、第２のＦＦＴ処理が行われる第１サンプルは、例えば１つのサブフレームに含まれるチャープ信号（例えば図３に示すｃ１～ｃ８）を単位としてよい。したがって、ステップＳ２３において、第２サンプルとしてカウントされるのは、１つのサブフレームに含まれるチャープ信号を単位としてよい。
【0095】
以上のようにして、速度ＦＦＴ処理部１４は、図４に示すステップＳ６において、１つのサブフレームに含まれるチャープ信号から、第２サンプルを生成する。
【0096】
ステップＳ６において第２サンプルが生成されたら、判定処理部１８は、１つのフレームに含まれる全てのサブフレームのチャープ信号に対してステップＳ６の処理が行われたか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、判定処理部１８は、１つのフレーム（例えば図３に示すフレーム１）に含まれる１６のサブフレーム（図３に示すサブフレーム１～サブフレーム１６）のチャープ信号の全てに対してステップＳ６の処理が行われたか否かを判定してよい。
【0097】
ステップＳ７において１つのフレームに含まれるチャープ信号のうち未だステップＳ６の処理を行っていないものがあると判定される場合、制御部１０は、ステップＳ１に戻って処理を続行する。
【0098】
一方、ステップＳ７において１つのフレームに含まれる全てのサブフレームのチャープ信号に対してステップＳ６の処理が行われたと判定される場合、制御部１０は、ステップＳ８の処理を行う。ステップＳ８に進む場合とは、例えば図３に示すフレーム１に含まれる１６のサブフレーム（サブフレーム１～サブフレーム１６）について第２のＦＦＴ処理が行われたことを意味する。そして、ステップＳ８に進む場合、前述の１６のサブフレームに含まれる第１サンプルのうち、第２のＦＦＴ処理が行われた結果におけるピークが第２閾値以上となるものが、第２サンプルとしてカウントされる。
【0099】
ステップＳ８において、到来角推定部１６は、生成された第２サンプルに基づいて、反射波Ｒの到来方向（到来角θ）を推定する（ステップＳ８）。ステップＳ８において、到来角推定部１６は、例えば第２サンプルから求める共分散行列に基づいて、反射波Ｒの到来方向を推定してもよい。
【0100】
例えば、上述した送信信号の１フレーム（１６サブフレーム）において第２のＦＦＴ処理が行われた結果におけるピークが第２閾値以上となる第２サンプルのピークの複素信号（ｃｘ）を使って、到来方向（到来角θ）を推定するための共分散行列を求めてよい。この場合、共分散行列ｃｒの演算は、例えば以下の式（１）に従って行ってもよい。
【数1】
【0101】
ここで、ｃｘは速度フーリエ変換後のピークの複素信号を表し、ｃｏｎｊ（ｃｘ）はｃｘの共役複素数を表す。また、ｋ，ｌはアンテナの番号を表し、Ｎは共分散行列のサンプル数を表すものとする。
【0102】
以上説明したように、一実施形態に係る電子機器１は、送信信号及び受信信号に基づいて、反射波Ｒの到来方向（到来角θ）を推定する。一実施形態に係る電子機器１は、送信信号及び受信信号に基づいて生成されたビート信号に第１のＦＦＴ処理を行った結果に基づいて、第１サンプルを生成してよい。ここで、第１サンプルは、例えばチャープ信号の集合としてよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、第１サンプルに第２のＦＦＴ処理を行った結果に基づいて、第２サンプルを生成してよい。ここで、第２サンプルは、例えばサブフレームの集合としてよい。そして、一実施形態に係る電子機器１は、第２サンプルに基づいて、反射波Ｒの到来方向（到来角θ）を推定することができる。ここで、電子機器１は、第２サンプルから求める共分散行列に基づいて、反射波Ｒの到来方向を推定してもよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、第２サンプルから求める共分散行列に基づいて、反射波Ｒの到来方向（到来角θ）を推定してもよい。
【0103】
また、上述のように、第１サンプルは、送信信号及び受信信号に基づいて生成されたビート信号のうち、第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものとしてもよい。ここで、第１閾値は、第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークを含む所定の領域を除く領域に対応するパワー（電力）の平均に基づいて設定されてもよい。
【0104】
また、上述のように、第２サンプルは、第１サンプルのうち、第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものとしてもよい。ここで、第２閾値は、第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークを含む所定の領域を除く領域に対応するパワー（電力）の平均に基づいて設定されてもよい。
【0105】
すなわち、一実施形態に係る電子機器１は、距離のフーリエ変換処理のピークが閾値以上になる距離について、複数（例えば８つ）のチャープ信号を使って速度のフーリエ変換処理を行う。そして、一実施形態に係る電子機器１は、速度のフーリエ変換処理のピークが閾値以上になる速度が何サブフレーム続くかをカウントする。このようにして、一実施形態に係る電子機器１は、その閾値以上になる速度のフーリエ変換のピークの複素信号を使って相関行列を求めることにより、反射波の到来方向を推定する。
【0106】
一実施形態に係る電子機器１によれば、反射波Ｒの到来方向（到来角θ）を測定する精度を向上させることができる。
【0107】
従来のレーダ技術によって、送信された送信波Ｔが所定の対象物に反射した反射波Ｒの到来方向（到来角θ）を推定する場合、角度推定の誤差が大きくなることがある。特に、同一の距離かつ同一の相対速度の範囲に複数の反射物体が存在する場合、到来角θの角度推定誤差が大きくなってしまう。また、近年、高い角度分解能でアレーアンテナに入射する到来波の方向を推定するＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）のような固有空間解析をアレイレーダに適用する研究が行われている。しかしながら、このような方法によれば、ノイズが大きくなると、検出誤差が大きくなってしまう。
【0108】
これに対し、一実施形態に係る電子機器１によれば、例えばＭＵＳＩＣのようなアルゴリズムを用いて計算する前に、ノイズを除去することができる。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、反射波Ｒの到来方向の推定誤差を低減することができる。
【0109】
また、一実施形態に係る電子機器１によれば、相対速度を求める第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になる場合に、第２サンプルとして採用する。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、同一の距離かつ同一の相対速度の対象物以外からの干渉波を低減することができる。
【0110】
また、一実施形態に係る電子機器１によれば、反射波Ｒの到来方向を推定する際に演算する共分散行列に複数のサンプルを使用する。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、同一の距離かつ同一の相対速度となる範囲に、同時に複数の対象物が存在しても、それぞれからの反射波Ｒの到来方向を推定することができる。
【0111】
また、一般的に、レーダの技術を用いて、相対速度が速い対象物からの反射波Ｒの到来方向を推定する場合、当該対象物は、共分散行列を求めるチャープ信号を送受信する間、その距離の範囲に存在するとは限らない。一実施形態に係る電子機器１によれば、その距離の範囲における信号のみを採用して、対象物からの反射波Ｒの到来方向を推定する。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、反射波Ｒの到来方向の推定においてノイズ及び／又は干渉の影響を低減することができる。ここで、上記の「その距離」とは、距離ＦＦＴのステップで示される距離になる。対象物２００とセンサ５との相対速度が速い場合、全てのサブフレーム時間内に、その距離ステップからとなりの距離ステップに移動してしまう場合がある。この場合、当該対象物は、共分散行列を求めるチャープ信号を送受信する間、その距離の範囲に存在しないこととなる。
【0112】
次に、他の実施形態について説明する。
【0113】
上述した実施形態において、送信信号及び受信信号に基づいて生成されたビート信号のうち、第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるもののみを、第１サンプルとした。また、上述した実施形態において、第１サンプルのうち、第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるもののみを、第２サンプルとした。しかしながら、一実施形態において、例えば、生成されたビート信号のうち、第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものが１つ以上の所定数あれば、当該ビート信号を含むサブフレーム全てのビート信号を第１サンプルとしてもよい。また、一実施形態において、例えば、生成された第１サンプルのうち、第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものが１つ以上の所定数あれば、当該第１サンプルを含むフレームにおける全ての第１サンプルを第２サンプルとしてもよい。
【0114】
このように、一実施形態において、第１サンプルは、ビート信号のうち、第１のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第１閾値以上になるものが存在する場合、そのビート信号を含むサブフレームにおける全てのビート信号としてもよい。また、一実施形態において、第２サンプルは、第１サンプルのうち、第２のＦＦＴ処理を行った結果におけるピークが第２閾値以上になるものが存在する場合、その第１サンプルを含むフレームにおける全ての第１サンプルとしてもよい。
【0115】
本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、１つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。つまり、本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
【0116】
上述した実施形態は、電子機器１としての実施のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、電子機器１のような機器の制御方法として実施してもよい。さらに、例えば、上述した実施形態は、電子機器１のような機器の制御プログラムとして実施してもよい。
【0117】
一実施形態に係る電子機器１は、最小の構成としては、例えば制御部１０のみを備えるものとしてよい。一方、一実施形態に係る電子機器１は、制御部１０の他に、図３に示すような、信号生成部２１、シンセサイザ２２、位相制御部２３、増幅器２４、及び送信アンテナ２５の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、上述の機能部に代えて、又は上述の機能部とともに、受信アンテナ３１、ＬＮＡ３２、ミキサ３３、ＩＦ部３４、ＡＤ変換部３５の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。さらに、一実施形態に係る電子機器１は、記憶部４０を含んで構成してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器１は、種々の構成態様を採ることができる。また、一実施形態に係る電子機器１が移動体１００に搭載される場合、例えば上述の各機能部の少なくともいずれかは、移動体１００内部などの適当な場所に設置されてよい。一方、一実施形態においては、例えば送信アンテナ２５及び受信アンテナ３１の少なくともいずれかは、移動体１００の外部に設置されてもよい。
【符号の説明】
【0118】
１ 電子機器
５ センサ
１０ 制御部
１２ 距離ＦＦＴ処理部
１４ 速度ＦＦＴ処理部
１６ 到来角推定部
１８ 判定処理部
２０ 送信部
２１ 信号生成部
２２ シンセサイザ
２３ 位相制御部
２４ 増幅器
２５ 送信アンテナ
３０ 受信部
３１ 受信アンテナ
３２ ＬＮＡ
３３ ミキサ
３４ ＩＦ部
３５ ＡＤ変換部
４０ 記憶部
５０ ＥＣＵ
１００ 移動体
２００ 対象物（物体）
５ センサ
１０ 制御部
１２ 距離ＦＦＴ処理部
１４ 速度ＦＦＴ処理部
１６ 到来角推定部
１８ 判定処理部
２０ 送信部
２１ 信号生成部
２２ シンセサイザ
２３ 位相制御部
２４ 増幅器
２５ 送信アンテナ
３０ 受信部
３１ 受信アンテナ
３２ ＬＮＡ
３３ ミキサ
３４ ＩＦ部
３５ ＡＤ変換部
４０ 記憶部
５０ ＥＣＵ
１００ 移動体
２００ 対象物（物体）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】