特許 7548519 レーダ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】レーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/34 20060101AFI20240903BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20240903BHJP

   G01S 13/86 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

G01S13/34

G01S13/931

G01S13/86

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023531409

(86)(22)【出願日】2022-03-11

(86)【国際出願番号】 JP2022011145

(87)【国際公開番号】W WO2023276301

(87)【国際公開日】2023-01-05

【審査請求日】2023-10-31

(31)【優先権主張番号】P 2021107061

(32)【優先日】2021-06-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】村田 崇洋

【審査官】▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０２３５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００１８５９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／２４１２３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３３８００４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００ － Ｇ０１Ｓ ７／４２

Ｇ０１Ｓ ７／５２ － Ｇ０１Ｓ ７／６４

Ｇ０１Ｓ １３／００ － Ｇ０１Ｓ １５／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の速度を取得する車両速度取得部と、
前記車両の進行方向に直交する方向を含む領域に向けて送信信号を送信する送信部と、
前記送信部によって送信された前記送信信号の反射信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された前記反射信号に基づいて、前記車両速度取得部によって取得された前記車両の速度に応じた数の、疑似受信信号を生成する疑似信号生成部と、
前記受信部によって受信された前記反射信号と、前記疑似信号生成部によって生成された前記疑似受信信号とに基づいて、前記車両の進行方向に直交する方向に存在する物体までの距離を検出する距離検出部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。

【請求項2】

前記送信部は、
所定の距離検出精度を満たす基準送信チャープ信号数より少ないチャープ信号数の前記送信信号を送信し、
前記疑似信号生成部は、
前記車両速度取得部によって取得された前記車両の速度に応じた前記基準送信チャープ信号数と、前記送信信号のチャープ信号数との差数の前記疑似受信信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項3】

前記基準送信チャープ信号数は、前記車両速度取得部によって取得された前記車両の速度が低いほど多い
ことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。

【請求項4】

前記距離検出部は、
前記車両との相対速度がゼロである前記物体までの距離を検出する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレーダ装置。

【請求項5】

前記疑似信号生成部は、
前記受信部によって受信された前記反射信号に基づいて、統計的演算を用いて、前記疑似受信信号を生成する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレーダ装置。

【請求項6】

前記距離検出部によって検出された前記物体までの距離に基づいて、前記車両の周囲に存在する駐車可能な駐車空間を検出する駐車空間検出部
を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレーダ装置。

【請求項7】

前記距離検出部によって検出された複数の前記物体までの距離に基づいて、前記駐車空間検出部によって検出された前記駐車空間の画像を生成する駐車空間画像生成部
を備えることを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、探索範囲内に光を照射して、その物体による反射光を受光することにより、物体までの距離を検出するレーダ装置に関し、消費電力を低減することを目的として、自車両が指定作動を行っている場合、光の受光回数および発光回数を減らす技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－２５４４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、光の受光回数および発光回数を減らすために、物体までの距離の検出精度が低下する虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係るレーダ装置は、車両の速度を取得する車両速度取得部と、車両の進行方向に直交する方向を含む領域に向けて送信信号を送信する送信部と、送信部によって送信された送信信号の反射信号を受信する受信部と、受信部によって受信された反射信号に基づいて、車両速度取得部によって取得された車両の速度に応じた数の、疑似受信信号を生成する疑似信号生成部と、受信部によって受信された反射信号と、疑似信号生成部によって生成された疑似受信信号とに基づいて、車両の進行方向に直交する方向に存在する物体までの距離を検出する距離検出部とを備える。

【発明の効果】

【0006】

一実施形態に係るレーダ装置によれば、車両の周囲の物体までの距離を高精度に検出でき、且つ、信号の送受信に係る消費電力を抑制できることが可能なレーダ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係るレーダ装置のシステム構成図

【図2】一実施形態に係るレーダ装置が備えるレーダ距離検出部の構成を示す図

【図3】一実施形態に係るレーダ装置による処理の手順の一例を示すフローチャート

【図4】一実施形態に係るレーダ装置が備えるレーダ距離検出部による距離検出処理の手順の一例を示すフローチャート

【図5】基準送信チャープ信号数の算出に用いられる送信時間とフレーム周期との関係を示す図

【図6】１検出周期における基準送信チャープ信号数Ｎと送信チャープ信号数Ｍとの関係を示す図

【図7A】一実施形態に係るレーダ装置によって送受信される信号の一例を示す図

【図7B】一実施形態に係るレーダ装置によって送受信される信号の一例を示す図

【図7C】一実施形態に係るレーダ装置によって送受信される信号の一例を示す図

【図8】一実施形態に係るレーダ装置による駐車空間画像の生成例を説明するための図

【図9】一実施形態に係るレーダ装置によって生成された駐車空間画像の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

【0009】

（レーダ装置１００のシステム構成）
図１は、一実施形態に係るレーダ装置１００のシステム構成図である。図１に示すように、レーダ装置１００は、レーダ距離検出部１０１、カメラ距離検出部１０２、車速・座標検出部１０３、メモリ１０４、レーダ障害物マップ生成部１０５、カメラ障害物マップ生成部１０６、駐車空間検出部１０７、駐車空間画像生成部１０８、およびディスプレイ１０９を備える。

【0010】

レーダ距離検出部１０１は、レーダ波を用いて、車両の側方（「車両の進行方向に直交する方向」の一例）に存在する物体まで距離を検出する。

【0011】

カメラ距離検出部１０２は、カメラを用いて、車両の側方の画像を撮像し、当該画像に対する画像認識処理を行うことにより、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。

【0012】

車速・座標検出部１０３は、車両の速度および座標を取得する。例えば、車速・座標検出部１０３は、車両に搭載されている各種センサまたはＥＣＵ等から、車両の速度および座標を取得する。すなわち、車速・座標検出部１０３は、「車両速度取得部」としての機能を有する。

【0013】

メモリ１０４は、レーダ距離検出部１０１によって検出された物体までの距離、カメラ距離検出部１０２によって検出された物体までの距離、ならびに、車速・座標検出部１０３によって検出された車両の速度および座標を格納する。

【0014】

レーダ障害物マップ生成部１０５は、レーダ距離検出部１０１によって検出された複数の距離（物体までの距離）に基づいて、レーダ障害物マップを生成する。レーダ障害物マップは、レーダ距離検出部１０１によって検出された、車両を中心とする車両の周辺領域における物体（障害物）の有無を、二次元のマトリクス状で示すものである。

【0015】

カメラ障害物マップ生成部１０６は、カメラ距離検出部１０２によって検出された複数の距離（物体までの距離）に基づいて、カメラ障害物マップを生成する。カメラ障害物マップは、カメラ距離検出部１０２によって検出された、車両を中心とする車両の周辺領域における物体（障害物）の有無を、二次元のマトリクス状で示すものである。

【0016】

駐車空間検出部１０７は、レーダ障害物マップ生成部１０５によって生成されたレーダ障害物マップと、カメラ障害物マップ生成部１０６によって生成されたカメラ障害物マップとに基づいて、車両の周囲に存在する駐車可能な駐車空間を検出する。例えば、駐車空間検出部１０７は、レーダ障害物マップおよびカメラ障害物マップに基づいて、車両の周辺領域において、車両を駐車するのに十分なサイズを有する矩形枠状の物体（障害物）が存在しないスペースを、駐車可能な駐車空間として検出する。

【0017】

駐車空間画像生成部１０８は、駐車空間検出部１０７によって検出された駐車空間の画像を生成する。例えば、駐車空間画像生成部１０８は、車両を中心とする車両の周辺領域を表す二次元画像を生成し、当該二次元画像において、駐車空間を所定の強調表示方法（例えば、矩形枠を表示させる等）によって強調表示することにより、駐車空間の画像を生成する。

【0018】

ディスプレイ１０９は、駐車空間画像生成部１０８によって生成された駐車空間の画像を表示する。

【0019】

（レーダ距離検出部１０１の構成）
図２は、一実施形態に係るレーダ装置１００が備えるレーダ距離検出部１０１の構成を示す図である。

【0020】

図２に示すように、レーダ距離検出部１０１は、送信部２１０、受信部２２０、および信号処理部２３０を備える。

【0021】

送信部２１０は、車両の側方に向けて送信信号（レーダ波）を送信する。特に、送信部２１０は、一検出周期毎に、Ｍ個の送信チャープ信号を含む送信信号を送信する。但し、Ｍは、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１によって算出された送信チャープ信号数（すなわち、所定の距離検出精度を満たす基準送信チャープ信号数Ｎより少ない数である送信チャープ信号数）である。

【0022】

具体的には、送信部２１０は、コントローラ２１１、変調器２１２、発振器２１３、増幅器２１４、および送信アンテナ２１５を備える。コントローラ２１１は、送信符号を生成する。変調器２１２は、コントローラ２１１によって生成された送信符号を周波数変調することによって、変調信号を生成する。発振器２１３は、変調器２１２によって生成された変調信号に応じた発振周波数の送信信号（例えば、ＦＭＣＷ波等のレーダ波）を生成する。増幅器２１４は、発振器２１３によって生成された送信信号の信号レベルを増幅する。送信アンテナ２１５は、増幅器２１４によって増幅された送信信号を空間に放射する。

【0023】

受信部２２０は、送信部２１０によって送信信号が送信される毎に、送信部２１０によって送信された送信信号の反射信号を受信する。すなわち、受信部２２０は、送信部２１０によってＭ個の送信チャープ信号を含む送信信号が送信されたことに応じて、Ｍ個の受信チャープ信号を含む反射信号を受信する。

【0024】

具体的には、受信部２２０は、受信アンテナ２２１、増幅器２２２、ミキサ２２３、およびＡ／Ｄ２２４を備える。受信アンテナ２２１は、空間から反射信号を受信する。増幅器２２２は、受信アンテナ２２１によって受信された反射信号を増幅する。ミキサ２２３は、送信信号と反射信号とを混合することによって位相検波し、中間周波数信号を生成する。Ａ／Ｄ２２４は、ミキサ２２３によって生成された中間周波数信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータである。受信部２２０は、Ａ／Ｄ２２４から出力された中間周波数信号（デジタル信号）を、信号処理部２３０へ出力する。

【0025】

なお、送信部２１０および受信部２２０は、例えば、車両の側方が信号の送受信方向となるように車両に設置されるレーダ送受信機１００Ａによって実現される。

【0026】

信号処理部２３０は、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１、補完パラメータ算出部２３２、ＦＦＴ部２３３、疑似信号生成部２３４、および距離検出部２３５を有する。

【0027】

送信チャープ信号パラメータ算出部２３１は、送信チャープ信号パラメータとして、基準送信チャープ信号数Ｎおよび送信チャープ信号数Ｍを算出する。基準送信チャープ信号数Ｎは、所定の距離検出精度を満たすのに必要な送信チャープ信号数（１検出周期毎の送信チャープ信号数）である。送信チャープ信号パラメータ算出部２３１は、車速・座標検出部１０３によって取得された車両の速度が低いほど、基準送信チャープ信号数Ｎにより大きい値を設定する。車両の速度が低いほど、車両と物体との相対速度が小さくなるため、分解能を高める必要があるからである。送信チャープ信号数Ｍは、実際に送信部２１０によって送信する送信チャープ信号数（１検出周期毎の送信チャープ信号数）である。

【0028】

補完パラメータ算出部２３２は、補完パラメータとして、疑似受信信号数Ｋおよび利用チャープ信号数Ｉを算出する。疑似受信信号数Ｋは、所定の距離検出精度を満たすのに必要な疑似受信信号の数である。すなわち、疑似受信信号数Ｋは、基準送信チャープ信号数Ｎ－送信チャープ信号数Ｍによって求められる。利用チャープ信号数Ｉは、Ｍ個の受信チャープ信号のうち、疑似受信信号の生成に利用する受信チャープ信号の数である。

【0029】

ＦＦＴ部２３３は、受信部２２０によって受信された反射信号（具体的には、受信部２２０から出力される中間周波数信号）をフーリエ変換することによって、物体までの距離を示す距離データ（周波数スペクトル）を生成する。ＦＦＴ部２３３は、送信部２１０が、Ｍ個の送信チャープ信号を含む送信信号を連続的に複数回送信し、受信部２２０がＭ個の受信チャープ信号を含む反射信号を連続的に複数回受信するのに応じて、複数の距離データを連続的に生成する。

【0030】

疑似信号生成部２３４は、受信部２２０によって受信された複数の受信チャープ信号を含む反射信号に基づいて、補完パラメータ算出部２３２によって算出された疑似受信信号数Ｋ（すなわち、車速・座標検出部１０３によって取得された車両の速度に応じた数）の、疑似受信信号を生成する。

【0031】

特に、疑似信号生成部２３４は、一検出周期毎に、車速・座標検出部１０３によって取得された車両の速度に応じた基準送信チャープ信号数Ｎと、送信部２１０による送信信号の送信チャープ信号数Ｍとの差数であるＫ個の疑似受信信号を生成する。

【0032】

また、疑似信号生成部２３４は、受信部２２０によって受信されたＭ個のチャープ信号を含む反射信号に基づいて、統計的演算を用いて、Ｋ個の疑似受信信号を生成する。

【0033】

距離検出部２３５は、受信部２２０によって受信されたＭ個の受信チャープ信号を含む反射信号と、疑似信号生成部２３４によって生成されたＫ個の疑似受信信号とに基づいて、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。具体的には、距離検出部２３５は、Ｍ個の受信チャープ信号とＫ個の疑似受信信号とに対してコヒーレント積分を行うことにより、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。

【0034】

（レーダ装置１００による処理の手順の一例）
図３は、一実施形態に係るレーダ装置１００による処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【0035】

まず、車速・座標検出部１０３が、車両の速度および座標の取得を開始する（ステップＳ３０１）。例えば、車速・座標検出部１０３は、所定のサンプリング周期毎（例えば、１秒毎、０．５秒毎、等）に、車速センサ、位置センサ等を用いて、車両の速度および座標を取得する。

【0036】

次に、レーダ装置１００は、ステップＳ３０２～Ｓ３０４と、ステップＳ３０５～Ｓ３０７とを並行して実行する。

【0037】

＜ステップＳ３０２～Ｓ３０４＞
ステップＳ３０２では、カメラ距離検出部１０２が、カメラを用いて、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。例えば、カメラ距離検出部１０２は、車両の側方を向くように車両に設けられたカメラを用いて、所定のサンプリング周期毎（例えば、１秒毎、０．５秒毎、等）に、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。

【0038】

次に、レーダ装置１００は、車速・座標検出部１０３によって取得された座標に基づいて、所定の距離を走行したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。

【0039】

ステップＳ３０３において、所定の距離を走行していないと判断された場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、レーダ装置１００は、ステップＳ３０２を再度実行する。

【0040】

一方、ステップＳ３０３において、所定の距離を走行したと判断された場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、カメラ障害物マップ生成部１０６が、カメラ距離検出部１０２によって検出された複数の距離に基づいて、カメラ障害物マップを生成する（ステップＳ３０４）。

【0041】

＜ステップＳ３０５～Ｓ３０７＞
ステップＳ３０５では、レーダ距離検出部１０１が、レーダ波を用いて、車両の側方に存在する物体まで距離を検出する。例えば、レーダ距離検出部１０１は、車両の側方を向くように車両に設けられたレーダ送受信機１００Ａ（すなわち、送信部２１０および受信部２２０）を用いて、所定のサンプリング周期毎（例えば、１秒毎、０．５秒毎、等）に、車両の側方に存在する物体まで距離を検出する。

【0042】

次に、レーダ装置１００は、車速・座標検出部１０３によって取得された座標に基づいて、所定の距離を走行したか否かを判断する（ステップＳ３０６）。

【0043】

ステップＳ３０６において、所定の距離を走行していないと判断された場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、レーダ装置１００は、ステップＳ３０５を再度実行する。

【0044】

一方、ステップＳ３０６において、所定の距離を走行したと判断された場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、レーダ障害物マップ生成部１０５が、レーダ距離検出部１０１によって検出された複数の距離に基づいて、レーダ障害物マップを生成する（ステップＳ３０７）。

【0045】

＜ステップＳ３０８～＞
ステップＳ３０４でカメラ障害物マップが生成され、且つ、ステップＳ３０７でレーダ障害物マップが生成されると、駐車空間検出部１０７が、レーダ障害物マップと、カメラ障害物マップとに基づいて、車両の周囲に存在する駐車空間を検出する（ステップＳ３０８）。

【0046】

次に、駐車空間画像生成部１０８が、ステップＳ３０８で検出された駐車空間の画像を生成する（ステップＳ３０９）。

【0047】

そして、ディスプレイ１０９が、ステップＳ３０９で生成された駐車空間の画像を表示し（ステップＳ３１０）、レーダ装置１００は、図３に示す一連の処理を終了する。

【0048】

（レーダ距離検出部１０１による距離検出処理の手順の一例）
図４は、一実施形態に係るレーダ装置１００が備えるレーダ距離検出部１０１による距離検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。図４は、図３に示したレーダ距離検出部１０１による距離検出処理（ステップＳ３０５）の手順の一例を詳細に示す。

【0049】

まず、レーダ距離検出部１０１は、初回実行であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。

【0050】

ステップＳ４０１において、初回実行であると判断された場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、レーダ距離検出部１０１は、送信チャープ信号数Ｍ、疑似受信信号数Ｋ、および利用チャープ信号数Ｉの各々に所定の初期値を設定する（ステップＳ４０２）。そして、レーダ距離検出部１０１は、ステップＳ４０９へ処理を進める。

【0051】

一方、ステップＳ４０１において、初回実行ではないと判断された場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、レーダ距離検出部１０１は、車速の変化が所定の閾値Ａ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０３）。

【0052】

ステップＳ４０３において、車速の変化が所定の閾値Ａ以上ではないと判断された場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、レーダ距離検出部１０１は、ステップＳ４０９へ処理を進める。

【0053】

一方、ステップＳ４０３において、車速の変化が所定の閾値Ａ以上であると判断された場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１が、基準送信チャープ信号数Ｎ，Ｎｍｉｎを算出する（ステップＳ４０４）。

【0054】

そして、レーダ距離検出部１０１は、Ｎ／Ｎｍｉｎが所定の閾値Ｂ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０５）。

【0055】

ステップＳ４０５において、Ｎ／Ｎｍｉｎが所定の閾値Ｂ以上であると判断されば場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１が、送信チャープ信号数ＭにＮ／Ｂを設定し、補完パラメータ算出部２３２が、利用チャープ信号数ＩにＭを設定する（ステップＳ４０７）。そして、補完パラメータ算出部２３２が、疑似受信信号数Ｋ＝Ｎ－Ｍを算出し（ステップＳ４０８）、レーダ距離検出部１０１は、ステップＳ４０９へ処理を進める。

【0056】

一方、ステップＳ４０５において、Ｎ／Ｎｍｉｎが所定の閾値Ｂ以上ではないと判断された場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１が、送信チャープ信号数ＭにＮｍｉｎを設定し、補完パラメータ算出部２３２が、利用チャープ信号数ＩにＭを設定する（ステップＳ４０６）。そして、補完パラメータ算出部２３２が、疑似受信信号数Ｋ＝Ｎ－Ｍを算出し（ステップＳ４０８）、レーダ距離検出部１０１は、ステップＳ４０９へ処理を進める。

【0057】

ステップＳ４０９では、送信部２１０が、車両の側方に向けてＭ個の送信チャープ信号を含む送信信号を送信し、受信部２２０が、Ｍ個の受信チャープ信号を含む反射信号を受信する。但し、Ｍは、ステップＳ４０２、ステップＳ４０６、またはステップＳ４０７で設定された送信チャープ信号数Ｍである。

【0058】

次に、ＦＦＴ部２３３が、ステップＳ４０９で受信されたＭ個の受信チャープ信号を含む反射信号に基づいて生成された中間周波数信号をフーリエ変換することによって、物体までの距離を示すＭ個の距離データを生成する（ステップＳ４１０）。

【0059】

次に、疑似信号生成部２３４が、ステップＳ４０９で受信されたＭ個の受信チャープ信号から、ステップＳ４１０で生成された距離データのうちのＩ個の受信チャープ信号から得られた距離データに基づいて、Ｋ個の疑似受信信号を生成する（ステップＳ４１１）。疑似受信信号は、Ｉ個の受信チャープ信号から生成された距離データから得られた疑似距離データである。但し、Ｋは、ステップＳ４０２またはステップＳ４０８で設定された疑似受信信号数である。また、Ｉは、ステップＳ４０２、ステップＳ４０６、またはステップＳ４０７で設定された利用チャープ信号数である。

【0060】

次に、距離検出部２３５が、ステップＳ４１０で生成されたＭ個の距離データと、ステップＳ４１１で生成されたＫ個の疑似受信信号とに対してコヒーレント積分を行うことにより、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する（ステップＳ４１２）。

【0061】

距離検出部２３５は、コヒーレント積分を行うことにより、ＦＦＴ変換で得られる結果のうち、周波数ゼロのスペクトル強度を、車両との相対速度が０である物体の距離として検出することができる。

【0062】

その後、レーダ距離検出部１０１は、図４に示す一連の処理を終了する。

【0063】

（基準送信チャープ信号数Ｎの算出例）
図５を参照して、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１による基準送信チャープ信号数Ｎの算出例について説明する。図５は、基準送信チャープ信号数Ｎの算出に用いられる送信時間Ｔｓｗｅｅｐとフレーム周期Ｔｆｒａｍｅとの関係を示す図である。

【0064】

まず、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１は、下記数式（１）により、１チャープ信号あたりの送信時間Ｔｓｗｅｅｐを算出する。但し、Ｖｍａｘは、駐車スペース検出で利用する最大車両速度であり、λは、レーダ距離検出部１０１の送信部から送信されるレーダ波の波長である。

【0065】

Ｔｓｗｅｅｐ＝４（Ｖｍａｘ×λ） ・・・（１）

【0066】

次に、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１は、下記数式（２）により、現在の車両速度Ｖから、距離精度を満足するフレーム周期Ｔｆｒａｍｅを算出する。但し、ＸａｃｃはＸ軸方向（車両の左右方向に対応する方向）の距離精度である。

【0067】

Ｔｆｒａｍｅ＝Ｘａｃｃ／Ｖ ・・・（２）

【0068】

次に、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１は、下記数式（３）により、基準送信チャープ信号数Ｎを算出する。

【0069】

Ｎ＝Ｔｆｒａｍｅ／Ｔｓｗｅｅｐ ・・・（３）

【0070】

なお、距離精度Ｘａｃｃは設計事項であり、一例として「１０ｃｍ」（但し、これに限らない。）が設定される。また、最大車両速度Ｖｍａｘは設計事項であり、一例として「３０ｋｍ／ｈ」（但し、これに限らない。）が設定される。

【0071】

（疑似受信信号数Ｋおよび利用チャープ信号数Ｉの算出例）
図６を参照して、補完パラメータ算出部２３２による疑似受信信号数Ｋおよび利用チャープ信号数Ｉの算出例について説明する。図６は、１検出周期における基準送信チャープ信号数Ｎと送信チャープ信号数Ｍとの関係を示す図である。

【0072】

事前に、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１が、図５に示す算出方法により、最大車両速度Ｖｍａｘのときに必要な基準送信チャープ信号数Ｎｍｉｎと、現在の車両速度Ｖのときに必要な基準送信チャープ信号数Ｎとを算出する。但し、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１は、現在の車両速度Ｖが最大車両速度Ｖｍａｘを超える場合、現在の車両速度Ｖが最大車両速度Ｖｍａｘであるものとして、基準送信チャープ信号数Ｎを算出する。

【0073】

（基準送信チャープ信号数Ｎ／基準送信チャープ信号数Ｎｍｉｎ）が閾値Ｂ（例えば４）以下の場合、すなわち、車速が比較的速い場合、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１は、送信チャープ信号数Ｍに基準送信チャープ信号数Ｎｍｉｎを設定する。また、補完パラメータ算出部２３２は、利用チャープ信号数Ｉに送信チャープ信号数Ｍを設定する。

【0074】

一方、（基準送信チャープ信号数Ｎ／基準送信チャープ信号数Ｎｍｉｎ）が閾値Ｂ（例えば４）を超える場合、すなわち、車速が比較的遅い場合、送信チャープ信号パラメータ算出部２３１は、送信チャープ信号数Ｍに（基準送信チャープ信号数Ｎ／閾値Ｂ）を設定する。また、補完パラメータ算出部２３２は、利用チャープ信号数Ｉに送信チャープ信号数Ｍを設定する。

【0075】

そして、補完パラメータ算出部２３２は、下記数式（４）により、疑似受信信号数Ｋを算出する。

【0076】

Ｋ＝Ｎ－Ｍ・・・（４）

【0077】

例えば、図６は、車両速度が最大のときに１検出周期に必要な基準送信チャープ信号数Ｎｍｉｎを「１６」とした例を示す。この場合、１検出周期分の波形を再現するためには、少なくとも送信チャープ信号数Ｍを「４」以上（１／４周期分以上）とする必要がある。この考えに基づき、閾値Ｂを「４」とすることが好ましい。そして、車両速度が最大よりも低い場合、１検出周期に必要な基準送信チャープ信号数Ｎが大きくなる。この場合、（Ｍ＝基準送信チャープ信号数Ｎ／閾値Ｂ）によって、送信チャープ信号数Ｍを大きくすることで、送信チャープ信号数Ｍを「４」以上（１／４周期分以上）とすることができる。

【0078】

（送受信される信号の一例）
図７Ａ～図７Ｃは、一実施形態に係るレーダ装置１００によって送受信される信号の一例を示す図である。図７Ａ～図７Ｃにおいて、上段の実線は複数の送信チャープ信号を含む送信信号の波形を示し、下段の実線は複数の受信チャープ信号を含む受信信号の波形を示し、下段の点線は疑似受信信号の波形を示す。

【0079】

図７Ａ～図７Ｃに示すように、一実施形態に係るレーダ装置１００は、送信部２１０により、周波数変調された複数の送信チャープ信号を含む送信信号を送信する。これに応じて、一実施形態に係るレーダ装置１００は、受信部２２０により、送信チャープ信号と同数の受信チャープ信号を含む反射信号を受信する。図７Ａ～図７Ｃに示す例では、車速に関わらず、送信チャープ信号数と受信チャープ信号数はいずれも「４」である。

【0080】

一方、図７Ａ～図７Ｃに示す例では、車速の変化に伴う所定の距離検出精度を満たすのに必要なチャープ信号数（すなわち、基準送信チャープ信号数Ｎ）の変化に応じて、疑似受信信号数Ｋを変化させるようにしている。具体的には、車速が低いほど、所定の距離検出精度を満たすのに必要なチャープ信号数（すなわち、基準送信チャープ信号数Ｎ）が増加するのに応じて、疑似受信信号数Ｋを増やすようにしている。これにより、一実施形態に係るレーダ装置１００は、実際に送信する送信信号のチャープ信号数を少なくすることで消費電力を抑制しつつ、受信信号のチャープ信号数を疑似的に増やすことができるため、物体までの距離を高精度に検出することができる。

【0081】

（疑似受信信号生成方法の一例）
例えば、疑似信号生成部２３４は、以下に示す統計的手法を用いて、Ｍ個の受信チャープ信号Ｘ_１，Ｘ_２，・・・，Ｘ_Ｍから、予測誤差を最小にするような係数ａ_Ｎを算出し、算出された係数ａ_Ｎを用いて、疑似受信信号を生成することができる。但し、以下に示す統計的手法は一例であり、疑似信号生成部２３４は、その他の何らかの統計的手法を用いて、疑似受信信号を生成してもよい。

【0082】

まず、疑似信号生成部２３４は、下記数式（５）により、受信チャープ信号Ｘ_１の予測値を、受信チャープ信号Ｘ_２～Ｘ_Ｍの線形結合（ウェイト和）によって算出する。

【0083】

【数1】

【0084】

次に、疑似信号生成部２３４は、下記数式（６）により、受信チャープ信号Ｘ_１の実測値と予測値との差分値を、後方誤差として算出する。

【0085】

【数2】

【0086】

次に、疑似信号生成部２３４は、下記数式（７）により、受信チャープ信号Ｘ_Ｍの予測値を、受信チャープ信号Ｘ_Ｍ－１～Ｘ_１の線形結合（ウェイト和）によって算出する。

【0087】

【数3】

【0088】

次に、疑似信号生成部２３４は、下記数式（８）により、受信チャープ信号Ｘ_Ｍの実測値と予測値との差分値を、前方誤差として算出する。

【0089】

【数4】

【0090】

次に、疑似信号生成部２３４は、後方誤差および前方誤差の２乗和が最小となる係数ａ_２～ａ_Ｎを算出する。

【0091】

そして、疑似信号生成部２３４は、算出された係数ａ_２～ａ_Ｎを用いた下記数式（９）により、受信チャープ信号Ｘ_Ｍ+１を疑似受信信号として算出できる。

【0092】

【数5】

【0093】

（駐車空間画像の生成例）
次に、図８および図９を参照して、一実施形態に係るレーダ装置１００による駐車空間画像の生成例について説明する。図８は、一実施形態に係るレーダ装置１００による駐車空間画像の生成例を説明するための図である。図９は、一実施形態に係るレーダ装置１００によって生成された駐車空間画像の一例を示す図である。

【0094】

図８は、車両１０が駐車場１４に駐車する例を示す。図８に示すように、車両１０に搭載されたレーダ装置１００は、車両１０の左前角部および右前角部の各々に、レーダ送受信機１００Ａを有する。各レーダ送受信機１００Ａは、車両の左斜め前方および右斜め前方の検出エリア１２に向けてレーダ波（送信信号）を送信することができ、検出エリア１２に存在する物体からの反射信号を受信することができる。

【0095】

駐車空間画像を生成するために、車両１０は、駐車場１４の左側の駐車スペース１４Ａと右側の駐車スペース１４Ｂとの間の通路１４Ｃを通り過ぎる。これにより、レーダ送受信機１００Ａは、各レーダ送受信機１００Ａを用いて、駐車スペース１４Ａおよび駐車スペース１４Ｂの全域をスキャン（信号の送受信）することができる。

【0096】

そして、レーダ装置１００は、各レーダ送受信機１００Ａのスキャン結果に基づいて、所定の１検出周期毎に、車両１０の左側方の駐車スペース１４Ａに存在する物体までの距離と、車両１０の右側方の駐車スペース１４Ｂに存在する物体までの距離とを検出し、これらの検出結果に基づいて、図９に示すように、駐車場１４の駐車空間画像２０を生成することができる。

【0097】

この際、レーダ装置１００は、これまでに説明したとおり、一検出周期毎に、実際に送信する送信チャープ信号数Ｍを抑制しつつ、受信チャープ信号の不足分を疑似受信信号によって補うことで、消費電力を抑制しつつ、物体までの距離を高精度に距離を検出することができる。

【0098】

図９に示すように、駐車空間画像２０は、駐車スペース画像２１と、駐車スペース画像２２と、車両画像２３と、駐車可能枠画像２４を含む。

【0099】

駐車スペース画像２１は、駐車スペース１４Ａの平面画像であり、物体が存在する領域が白色で表示されており、物体が存在しない領域が黒色で表示されている。

【0100】

駐車スペース画像２２は、駐車スペース１４Ｂの平面画像であり、物体が存在する領域が白色で表示されており、物体が存在しない領域が黒色で表示されている。

【0101】

車両画像２３は、車両１０の平面画像であり、駐車空間画像２０において、車両１０の現在位置と対応する位置に表示される。すなわち、駐車空間画像２０において、車両１０の移動に伴って、車両１０の表示位置が変化する。

【0102】

駐車可能枠画像２４は、車両１０が駐車可能なスペースを示す矩形枠状の画像である。駐車可能枠画像２４は、駐車スペース画像２１および駐車スペース画像２２に対し、物体が存在しない領域（黒色部分）のうち、車両１０が駐車可能な所定のサイズ以上の領域を、矩形枠状に示す。

【0103】

一実施形態に係るレーダ装置１００は、このような駐車空間画像２０をディスプレイ１０９によって表示することにより、駐車場１４における車両１０が駐車可能なスペースを、ユーザ（車両１０の運転者等）に対して視覚的に容易に把握させることができる。

【0104】

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【0105】

本国際出願は、２０２１年６月２８日に出願した日本国特許出願第２０２１－１０７０６１号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。

【符号の説明】

【0106】

１０ 車両
１２ 検出エリア
１４ 駐車場
１４Ａ,１４Ｂ 駐車スペース
１４Ｃ 通路
２０ 駐車空間画像
２１ 駐車スペース画像
２２ 駐車スペース画像
２３ 車両画像
２４ 駐車可能枠画像
１００ レーダ装置
１００Ａ レーダ送受信機
１０１ レーダ距離検出部
１０２ カメラ距離検出部
１０３ 車速・座標検出部
１０４ メモリ
１０５ レーダ障害物マップ生成部
１０６ カメラ障害物マップ生成部
１０７ 駐車空間検出部
１０８ 駐車空間画像生成部
１０９ ディスプレイ
２１０ 送信部
２２０ 受信部
２３０ 信号処理部
２３１ 送信チャープ信号パラメータ算出部
２３２ 補完パラメータ算出部
２３３ ＦＦＴ部
２３４ 疑似信号生成部
２３５ 距離検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】