CN101604015A - 方位检测装置和雷达装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种方位检测装置和雷达装置。在方位检测装置中，接收机包括多个第一天线元件，还包括第二天线元件。第一天线元件以第一间隔d1被布置以形成阵列。第二天线元件被布置，以限定其本身与位于阵列端部的第一天线元件之一之间的第二间隔d2，其中，d2小于d1。第一方位检测器在其角范围由d1限定的第一方位检测区域中基于由所有第一天线元件生成的信号来检测目标的方位。第二方位检测器在其角范围由d2限定的第二方位检测区域中基于由第二天线元件和位于阵列端部的第一天线元件生成的信号来检测目标的方位。

Description

方位检测装置和雷达装置
技术领域
本发明涉及一种通过发送和接收连续波来检测目标方位的方位检测装置，并且涉及一种采用方位检测装置的雷达装置。
背景技术
通常，雷达装置被安装在机动车辆中，以通过发送和接收连续波(即，雷达波)来检测目标(例如，诸如栏杆或前方车辆的路边物体)的存在。
更具体地，为了检测目标的方位从而确定目标的位置，雷达装置采用阵列天线作为接收天线。例如，在日本专利首次公开No.H8-181537中所披露的，通过以预定等间隔布置多个天线元件来配置阵列天线。
由于雷达装置被安装在通常高速行驶的车辆中，因此要求雷达装置能够检测远处位置(例如，距车辆100m至200m)处出现的目标的方位。此外，为了满足该要求，天线元件通常被布置，以使阵列天线的波束宽度变窄(即，使阵列天线的主瓣尖锐)。
从而，雷达装置的方位检测区域的角范围变窄。在此，限定方位检测区域，使得仅当目标位于该区域中时雷达装置才可以检测目标的方位。另外，在下文中，窄的角范围将被称为传统角范围，具有窄的角范围的方位检测区域将被称为传统方位检测区域。结果，雷达装置很难在初期检测从侧面插入到车辆前方的另一车辆。
因此，期望雷达装置具有比传统角范围更宽的方位检测区域的角范围，同时保持检测远处目标的方位的能力。
为了满足以上要求，可以考虑配置接收天线，其包括具有以第一间隔等距离隔开的多个天线元件的第一阵列天线，以及具有以比第一间隔更窄的第二间隔等距离隔开的多个天线元件的第二阵列天线。
然而，利用以上配置，接收天线将增大，导致制造成本增加。另一方面，可用于安装雷达装置的车辆中的空间通常有限，因此不希望增大接收天线。
发明内容
考虑上述问题提出本发明。
根据本发明的一个方面，提供了一种包括发射机、接收机、第一方位检测器、以及第二方位检测器的方位检测装置。该发射机发射连续波。该接收机包括多个第一天线元件，还包括第二天线元件。所有第一天线元件和第二天线元件中的每一个均被配置为一旦接收到由连续波被目标反射产生的反射连续波则生成信号。第一天线元件以第一间隔d1来布置以形成第一天线元件的阵列。第二天线元件被布置以限定在其本身与位于第一天线元件的阵列端部的第一天线元件中的一个之间的第二间隔d2，其中d2小于d1。第一方位检测器在其角范围由d1限定的第一方位检测区域内，基于由所有第一天线元件生成的信号检测目标的方位。第二方位检测器在其角范围由d2限定的第二方位检测区域内，基于由第二天线元件和位于阵列端部并且与第二天线元件一起限定第二间隔d2的第一天线元件中的所述一个生成的信号来检测目标的方位。
利用以上配置，方位检测装置可以检测在第一方位检测区域和第二方位检测区域内的目标的方位。而且，由于d2小于d1，因此第二方位检测区域的角范围比第一方位检测区域的角范围更宽，而第一方位检测区域的最大长度比第二方位检测区域的最大长度更长。
另外，与包括如上所述的同样数量和配置的第一天线元件的传统方位检测装置相比，仅通过将第二天线元件增加到第一天线元件就使得方位检测装置检测在第二方位检测区域以及第一方位检测区域内的目标的方位变得可能。换句话说，能够提高方位检测装置的方位检测能力同时抑制了接收机尺寸的增加。
在以上方位检测装置中，第二方位检测器可以基于在由第二天线元件和位于阵列端部并且与第二天线一起限定第二间隔d2的第一天线元件中的所述一个生成的信号之间的相位差和幅度差中的至少一个来检测目标的方位。
在以上方位检测装置中，第一天线元件中的每一个均是通过结合多个天线元件形成的复合天线元件。
优选地，以上方位检测装置被用于机动车辆中。在这种情况下，方位检测装置将能够在初期检测从侧面插入到车辆前方的另一车辆，以及能够精确地检测远处物体的方位。
根据本发明的另一方面，提供了一种雷达装置，其包括发射机、接收机、第一方位检测器、第二方位检测器、第一距离检测器、第二距离检测器、以及目标识别器。该发射机发射连续波。该接收机包括多个第一天线元件，还包括第二天线元件。所有第一天线元件和第二天线元件中的每一个均被配置为一旦接收到连续波被目标反射产生的反射连续波则生成信号。第一天线元件以第一间隔d1布置以形成第一天线元件的阵列。第二天线元件被布置以限定在其本身与位于第一天线元件的阵列端部的第一天线元件中的一个之间的第二间隔d2，其中d2小于d1。第一方位检测器在其角范围由d1限定的第一方位检测区域内，基于由所有第一天线元件生成的信号检测目标的方位。第二方位检测器在其角范围由d2限定的第二方位检测区域内，基于由第二天线元件和位于阵列端部并与第二天线元件一起限定第二间隔d2的第一天线元件中的所述一个生成的信号来检测目标的方位。第一距离检测器基于所有第一天线元件生成的信号检测目标的距离。第二距离检测器基于由第二天线元件和第一天线元件中的所述一个生成的信号检测目标的距离。目标识别器基于由第一方位检测器和第二方位检测器之一检测的目标的方位以及由第一距离检测器和第二距离检测器之一检测的目标的距离来识别目标。
附图说明
根据下文中给出的详细描述和本发明的一个优选实施例的附图本发明将被更充分地理解，然而，不应将本发明限于特定实施例，而仅用于解释和理解的目的。
在附图中：
图1是示出根据本发明的优选实施例的包括雷达传感器的驾驶支持系统的整体配置的示意图；
图2是示出雷达传感器的接收天线单元的整体配置的示意图；
图3是示出雷达传感器的信号处理器的目标检测过程的流程图；
图4是示出目标检测处理的长距离检测子过程的流程图；
图5是示出目标检测处理的宽角范围(wide-angular range)检测子过程的流程图；
图6A是示出传统方位检测区域的示意图；
图6B是示出雷达传感器的宽方位检测区域的示意图；
图6C是示出为传统方位检测区域和宽方位检测区域的结合的组合方位检测区域的示意图；
图7是示出在长距离检测子过程中确定频率峰值的步骤的图示；
图8A和图8B是示出在长距离检测子过程中获得的MUSIC(多信号分类)谱的示意图；以及
图9是示出由雷达传感器识别的物体的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的优选实施例的包括雷达传感器30的驾驶支持系统1的整体配置。
驾驶支持系统1安装在机动车辆的前部中。检测在车辆前面出现的物体的雷达传感器30连接至驾驶支持ECU(电子控制单元)10。驾驶支持ECU 10经由LAN(局域网)通信总线进一步连接至制动ECU 15、发动机ECU 20、以及安全带ECU 25中的每一个。
ECU 10、15、20以及25中的每一个均主要配置有包括CPU、ROM和RAM的微计算机。ECU 10、15、20以及25中的每一个还包括用于经由LAN通信总线执行通信的总线控制器。
雷达传感器30被配置为FMCW(调频连续波)型的EHF(极高频)雷达装置。雷达传感器30通过发送和接收在EHF带中的调频连续波来识别目标(例如，前方车辆或路旁栏杆)。此外，雷达传感器30产生关于所识别目标的目标信息，并且将指示所产生的目标信息的信号输出至驾驶支持ECU 10。另外，目标信息包括例如目标的位置(即，距离和方位)和目标与车辆的相对速度。
制动ECU 15基于从转向角传感器(未示出)、横摆率传感器(未示出)、以及主缸压力传感器(未示出)输出的信号确定车辆的制动状态，并将指示所确定的制动状态的信号输出至驾驶支持ECU 10。而且，制动ECU 15从驾驶支持ECU 10接收指示例如车辆的期望加速度和制动命令的信号。然后，基于所确定的制动状态和从驾驶支持ECU 10接收的信号，制动ECU 15通过控制包括在车辆的液压回路中的增压阀和减压阀(未示出)来控制施加至车辆的制动力。
发动机ECU 20基于从车辆速度传感器(未示出)、节气门位置传感器(未示出)以及加速器位置传感器(未示出)输出的信号来确定车辆发动机的操作条件，并将指示确定的发动机操作条件的信号输出至驾驶支持ECU 10。此外，发动机ECU 20从驾驶支持ECU 10接收指示例如车辆的期望加速度和断油命令的信号。然后，基于确定的发动机操作条件和从驾驶支持ECU 10接收的信号，发动机ECU 20通过控制发动机的节流阀来控制发动机的驱动力。
当从驾驶支持ECU 10接收的报警信号时，安全带ECU 25通过控制伺服电机(未示出)来控制车辆安全带的约束力；上述报警信号警告车辆与目标的碰撞是不可避免的。
另外，尽管图中未示出，但报警蜂鸣器、监视器、巡航控制开关、以及期望的车辆间距离设置开关也被连接至驾驶支持ECU 10。
驾驶支持ECU 10基于由雷达传感器30产生的目标信息和由巡航控制开关和期望的车辆间距离设置开关设置的参数来执行用于在车辆和前方车辆之间保持适当距离的控制。更具体地，驾驶支持ECU 10将指示期望加速度和断油命令的信号输出至发动机ECU 20，并且将指示期望加速度和制动命令的信号输出至制动ECU 15。
而且，驾驶支持ECU 10基于从雷达传感器30接收的目标信息确定车辆和目标之间相撞的发生概率。当所确定的概率高于预定值时，驾驶支持ECU 10将制动命令输出至制动ECU 15以增加制动力，并且将报警信号输出至安全带ECU 25以增加安全带的约束力。
也就是说，在本实施例中，驾驶支持系统1既用作ACC(自动巡航控制)系统以基于由雷达传感器30产生的目标信息来保持在车辆和前方车辆之间的适当距离，还用作PCS(预碰撞安全)系统以基于由雷达传感器30产生的目标信息来控制制动力和安全带的约束力。
在描述了驾驶支持系统1的整体配置之后，在下文中将描述雷达传感器30的配置和操作。
雷达传感器30包括振荡器32、放大器33、信号划分器34、发射天线36、接收天线单元40、混频器43、放大器44、滤波器45、A/D(模/数)转换器46以及信号处理器50。
振荡器32生成被调频以使其具有上升间隔(uphill interval)和下降间隔(downhill interval)的EHF信号；在上升间隔中，信号的频率随着时间线性增加；在下降间隔中，频率随着时间线性减小。
放大器33放大由振荡器32生成的EHF信号。信号划分器34将由放大器33放大的EHF信号分成传输信号Ss和本地信号L。发射天线36辐射对应于传输信号Ss的雷达波(即，连续波)。
接收天线单元40接收雷达波被目标反射产生的雷达回波(或反射的雷达波)，并将对应于所接收的雷达回波的接收信号Sr输出至混频器43。
混频器43将从接收天线单元40输出的接收信号Sr和本地信号L进行混频，产生拍频信号BT。放大器44将混频器43产生的拍频信号BT放大。滤波器45过滤由放大器44放大的拍频信号BT，从而从拍频信号BT中去除不必要的分量。A/D转换器46将经滤波器45滤波的拍频信号BT转换为数字信号。
信号处理器50被配置成主要具有包括CPU、ROM、和RAM的微微计算机。信号处理器50控制振荡器32的启动和停止；其还控制拍频信号BT到数字信号的转换。而且，信号处理器50处理从A/D转换器46输出的数字信号，并且执行将在以下描述的目标检测过程。
图2示出了雷达传感器30的接收天线单元40的整体配置。
如图2所示，接收天线单元40包括天线元件组41和接收切换器42。天线元件组41由(n+1)个天线元件Ari(i＝1，2，...，n+1)构成，其中，n为大于或等于2的整数。另外，在本实施例中，n＝10。每个天线元件Ari均被配置成一旦接收到雷达回波则生成信号。接收切换器42包括p个接收信道CHj(j＝1，2，...，p)，其中，p为大于或等于2的整数。另外，在本实施例中，p＝6。每个接收信道CHj均连接至天线元件Ari中的一个或两个。接收切换器42每次顺序地选择接收信道CHj中的一个，从而将由连接至所选接收信道CHj的一个或两个天线元件产生的信号作为接收信号Sr输出至混频器43。
特别地，在天线元件组41中，n个天线元件Ar1至Arn以预定间隔d布置，形成阵列天线41A。剩余天线元件Ar(N+1)(即，在本实施例中的Ar11)构成特定天线元件41B。此外，阵列天线41A包括(n/m)个复合天线元件，每一个复合天线元件均通过结合天线元件Ar1至Arn中相邻的m个形成，其中，m为大于或等于2的整数。另外，在本实施例中，m＝2。
更具体地，在本实施例中，天线元件Ar1和Ar2被组合在一起形成第一复合天线元件。第一复合天线元件通过直接以模拟形式合成由天线元件Ar1和Ar2生成的信号来产生第一合成信号。此外，第一复合天线元件连接至接收切换器42的接收信道CH1，以将第一合成信号输出至接收信道CH1。
天线元件Ar3和Ar4被组合在一起以形成第二复合天线元件。第二复合天线元件通过直接以模拟形式合成由天线元件Ar3和Ar4生成的信号来产生第二合成信号。此外，第二复合天线元件被连接至接收切换器42的接收信道CH2，以将第二合成信号输出至接收信道CH2。
天线元件Ar5和Ar6被组合在一起形成第三复合天线元件。第三复合天线元件通过直接以模拟形式合成由天线元件Ar5和Ar6生成的信号来产生第三合成信号。此外，第三复合天线元件被连接至接收切换器42的接收信道CH3，以将第三合成信号输出至接收信道CH3。
天线元件Ar7和Ar8被组合在一起形成第四复合天线元件。第四复合天线元件通过直接以模拟形式合成由天线元件Ar7和Ar8生成的信号来产生第四合成信号。此外，第四复合天线元件被连接至接收切换器42的接收信道CH4，以将第四合成信号输出至接收信道CH4。
天线元件Ar9和Ar10被组合在一起形成第五复合天线元件。第五复合天线元件通过直接以模拟形式合成由天线元件Ar9和Ar10生成的信号来产生第五合成信号。此外，第五复合天线元件被连接至接收切换器42的接收信道CH5，以将第五合成信号输出至接收信道CH5。
也就是说，在本实施例中，接收天线单元40的阵列天线41A包括在阵列方向上以第一间隔d1设置的五个复合天线元件，其中d1是2倍的d(即，d1＝2d)。另外，在五个复合天线元件中，由天线元件Ar9和Ar10构成并位于阵列天线41A的端部的第五复合天线元件在下文中被称为特定天线元件41C。
而且，在天线元件组41中，特定天线元件41B(即，本实施例中的天线元件Ar11)被布置以限定在其本身和特定天线元件41C之间的第二间隔d2，其中，d2＜d1。更具体地，在本实施例中，特定天线元件41B被布置，使得从特定天线元件41B的中心到特定天线元件41C的中心(即，天线元件Ar9与Ar10之间的中点)的距离等于d2。特定天线元件41B被连接至接收切换器42的接收信道CH6，以将由其本身产生的信号输出至接收信道CH6。
另外，在本实施例中，复合天线元件的数量等于(n/m)，并且复合天线元件和特定天线元件41B中的每一个均连接至接收信道CHj中对应的一个信道。从而，接收信道CHj的数量p等于(n/m+1)。更具体地，当n和m分别等于10和2时，p等于6。
具有上述配置的雷达传感器30以下述方式工作。
首先，振荡器32在信号处理器50的控制下振荡，从而产生EHF信号。然后，由放大器33放大EHF信号，并由信号划分器34将其分成传输信号Ss和本地信号L。一旦接收到传输信号Ss，发射天线36就辐射对应于传输信号Ss的雷达波。
此外，当雷达波被目标反射时，雷达回波(即，反射的雷达波)被发射回雷达传感器30，并且由所有天线元件Ari(i＝1，2，...，n+1)接收。然而，接收天线单元40的接收切换器42每次仅顺序地选择接收信道CHj(j＝1，2，...，p)之一。从而，只有从连接至所选信道CHj的复合天线元件和特定天线元件41B之一输出的信号被作为接收信号Sr输出至混频器43。混频器43将接收信号Sr和本地信号L进行混频，产生拍频信号BT。然后，由放大器44放大拍频信号BT，由滤波器45进行滤波，并且由A/D转换器46将其转换为数字信号。该数字信号被输出至信号处理器50。然后，信号处理器50处理该数字信号以产生目标信息。此后，信号处理器50将指示所产生的目标信息的信号输出到驾驶支持ECU 10。
另外，在本实施例中，接收天线单元40的接收切换器42以以下方式切换接收信道CHj(j＝1，2，...，p)：在雷达波的每个调频周期期间，每个接收信道CHj被选择预定次数(例如，1024次)。此外，在将拍频信号BT转换为数字信号中，A/D转换器46与由接收切换器42切换接收信道CHj同步地对拍频信号BT进行采样。从而，对于雷达波的每个调频周期中的上升和下降间隔中的每一个，针对每个接收信道CHj，以预定次数(例如，512次)采样拍频信号BT。
图3示出了信号处理器50的目标检测过程。该过程在雷达传感器30启动时开始，并以预定时间间隔重复。另外，雷达传感器30在接通车辆的点火开关时被启动。
首先，在步骤S110，信号处理器50接收来自驾驶支持ECU 10的信号。该信号指示例如车辆的当前运行速度和前方道路的形状(例如，所估计的前方道路的曲率半径R)。
在步骤S120，信号处理器50启动振荡器32以开始传输雷达波。
在步骤S130，信号处理器50接收从A/D转换器46输出的数字信号。
在步骤S140，信号处理器50停止振荡器32以停止传输雷达波。
在步骤S150，信号处理器50利用抽取滤波器(decimation filter)对数字信号进行滤波。
在步骤S160，信号处理器50对经滤波的数字信号执行频率分析(更具体地，快速傅立叶变换)以获得针对每个接收信道CHj(j＝1，2，...，p)和针对每个调频周期的上升和下降间隔中的每一个的拍频信号BT的功率谱(或频谱)。
在步骤S170，信号处理器50执行在图4中所示的长距离检测子过程。
现在参考图4，在步骤S1710，信号处理器50首先选择在主过程的步骤S160处获得的所有功率谱中的一部分作为第一谱；然后，信号处理器50确定第一谱中的频率峰值；该频率峰值表示到已反射雷达波的目标候选的距离。换句话说，在该步骤，信号处理器50检测目标候选。
更具体地，在本实施例中，在主过程的步骤S160处获得的所有功率频谱中，信号处理器50仅选择基于从接收信道CH1至CH5输出的接收信号Sr获得的那些功率谱作为第一谱；接收信道CH1至CH5被分别连接至以第一间隔d1等距离隔开的第一至第五复合天线元件。此外，信号处理器50通过对所有第一谱取平均来计算第一平均谱。然后，信号处理器50确定第一平均谱中超过预定第一阈值的局部最大点作为频率峰值。另外，在本实施例中，第一阈值被预先确定以使其随频率降低。例如，图7示出了第一平均谱之一，其中，存在五个局部最大点，其中的每一个均超过第一阈值，因而均代表频率峰值之一。
在随后的步骤S1720，信号处理器50基于在步骤S1710处获得的第一谱确定在步骤S1710检测出的目标候选的方位。
更具体地，在本实施例中，信号处理器50使用从第一谱产生MUSIC(多信号分类)谱的已知MUSIC方法来确定目标候选的方位。例如，图8A和图8B分别示出了针对一个调频周期的上升间隔和下降间隔产生的MUSIC谱。另外，MUSIC谱中的峰值表示目标候选的方位。
在步骤S1730，信号处理器50识别临时目标并产生关于所识别的临时目标的目标信息。
更具体地，在本实施例中，信号处理器50将在步骤S1710针对调频周期的上升间隔、基于第一平均谱确定的、频率峰值与在步骤S1710针对调频周期的下降间隔、基于第一平均谱确定的频率峰值相匹配。此外，信号处理器50为每个匹配的频率峰值对确定匹配的频率峰值对之间的功率和方位的差是否在各自允许的范围内；如果确定结果是肯定的(即，”是”)，则信号处理器50识别由匹配的频率峰值对指示的临时目标。而且，信号处理器50产生关于每个所识别临时目标的目标信息；该目标信息包括临时目标的距离和方位。
此外，在本实施例中，第一间隔d1被预先确定，以使其以与传统雷达传感器的天线元件布置的间隔相同。从而，如图6A中所示，通过执行长距离检测子过程，雷达传感器30的方位检测区域变得与传统方位检测区域相同，并且方位检测区域的角范围(由图6中的±α°指出)变得与传统角范围同。结果，使雷达传感器30检测距车辆长距离的目标成为可能。
返回图3中所示的主过程(即，目标检测过程)，在步骤S180，信号处理器50执行图5中所示的宽角范围检测子过程。
现在参考图5，在步骤S1810，信号处理器50首先选择在主过程的步骤S160处获得的所有功率谱的一部分作为第二谱；然后，信号处理器50确定第二谱中的频率峰值；频率峰值表示到已反射雷达波的目标候选的距离。换句话说，在该步骤，信号处理器50检测目标候选。
更具体地，在本实施例中，在主过程的步骤S160处获得的所有功率谱中，信号处理器50仅选择基于从接收信道CH5和CH6输出的接收信号Sr获得的那些功率谱作为第二谱；接收信道CH5和CH6分别连接至特定天线元件41C(即，由天线元件Ar9和Ar10构成的第五复合天线元件)和特定天线元件41B(即，天线元件Ar11)。而且，信号处理器50通过对所有第二谱取平均来计算第二平均谱。然后，信号处理器50将第二平均谱中超过预定第二阈值的局部最大点确定为频率峰值。
在图5的步骤S1820，信号处理器50使用已知单脉冲方法来确定在步骤S1810检测出的目标候选的方位。
更具体地，根据单脉冲方法，信号处理器50基于经由接收信道CH5从特定天线元件41C输出的接收信号Sr和经由接收信道CH6从特定天线元件41B输出的接收信号Sr之间的相位差和幅度差中的至少之一来确定目标候选的方位。
在步骤S1830，信号处理器50识别临时目标并产生关于所识别临时目标的目标信息。
更具体地，在本实施例中，信号处理器50将在步骤S1810处针对调频周期的上升间隔、基于第二平均谱确定的频率峰值与在步骤S1810处针对调频周期的下降间隔、基于第二平均谱确定的频率峰值相匹配。而且，信号处理器50为每个匹配的频率峰值对确定匹配的对之间的功率和方位的差是否在各自允许的范围内；如果确定结果是肯定的(即，”是”)，则信号处理器50识别由匹配的频率峰值对指示的临时目标。此外，信号处理器50产生关于每个所识别临时目标的目标信息；该目标信息包括临时目标的距离和方位。
而且，在本实施例中，特定天线元件41B和41C以小于第一间隔d1的第二间隔d2隔开。从而，如图6B所示，通过执行宽角范围检测子过程，雷达传感器30的方位检测区域的最大长度变得比传统方位检测区域的更短；然而，方位检测区域的角范围(在图6B中由±β°指出)变得比传统角范围宽很多(即，β＞α)。另外，具有较宽角范围的方位检测区域在下文中被称为宽方位检测区域。
返回图3中所示的主过程(即，目标检测过程)，在步骤S190，信号处理器50将长距离检测子过程的结果与宽角范围检测子过程的结果相结合。
更具体地，在本实施例中，信号处理器50使图6B所示的宽方位检测区域重叠在图6A所示的传统方位检测区域上，获得图6C中所示的组合方位检测区域。在此，组合方位检测区域表示传统方位检测区域和宽方位检测区域的合并。此外，在通过宽角范围检测子过程识别出的临时目标组中，信号处理器50仅将落在宽方位检测区域和传统方位检测区域的交集之外的那些临时目标增加到通过长距离检测子过程识别的临时目标组，生成组合的临时目标组。在此，该组合的临时目标组表示由长距离检测子过程识别的临时目标组和由宽角范围检测子过程识别的临时目标组的合并。
在随后的步骤S200，信号处理器50确定在组合的临时目标组中的明确目标。
更具体地，在本实施例中，信号处理器50首先将在目标检测过程的重复执行的当前周期中获得的该组合的临时目标组与在先前周期中获得的组合的临时目标组进行匹配。然后，对于每个匹配的临时目标对，信号处理器50基于关于在先前周期中识别出的临时目标的目标信息，估计在当前周期中的临时目标的位置和相对速度；而且，当在当前周期中所识别的临时目标的估计位置和实际位置之差以及在当前周期中所识别的临时目标的估计相对速度和实际相对速度之差小于各自的上限时，信号处理器50确定匹配的临时目标对具有历史连接。此外，信号处理器50针对在当前周期中识别出的每个组合的临时目标组，确定临时目标是否保持了多于预定数量的连续周期的历史连接；如果确定的结果是肯定的(即，”是”)，则信号处理器50将临时目标确定为明确目标。
另外，在该步骤，信号处理器50基于明确目标的位置和相对速度进一步识别在组合方位检测区域中存在的物体，例如图9中所示的路边栏杆和前方车辆。
在步骤S210，信号处理器50将关于明确目标的目标信息发送至驾驶支持ECU 10。
此后，目标检测过程结束。换句话说，信号处理器50完成了重复目标检测过程的当前循环。
如上所述，在根据本实施例的雷达传感器30中，接收天线单元40包括阵列天线41A和特定天线元件41B。通过以第一间隔d1布置复合天线元件来配置阵列天线元件41A。特定天线元件41B被布置，以限定在其本身和位于阵列天线41A端部的复合天线元件之一(即，特定天线元件41C)之间的第二间隔d2，其中，d2小于d1。
信号处理器50基于从复合天线元件输出的接收信号Sr产生第一谱。然后，信号处理器50基于第一谱确定其角范围(即，图6A中的±α°)由d1限定的传统方位检测区域中的临时目标的方位和距离。
而且，信号处理器50基于从特定天线元件41B和41C输出的接收信号Sr产生第二谱。然后，信号处理器50基于第二谱确定其角范围(即，图6B中的±β°)由d2限定的宽方位检测区域中的临时目标的方位和距离。
而且，信号处理器50使由长距离检测子过程识别的临时目标组与由宽角范围检测子过程识别的临时目标组相结合，在组合的临时目标组中确定明确目标，并且基于明确目标的位置和相对速度识别在组合方位检测区域中的物体。
利用以上配置，雷达传感器30可以检测宽方位检测区域内以及传统方位检测区域内的目标。宽方位检测区域的角范围比传统方位检测区域的角范围更宽，而传统方位检测区域的最大长度比宽方位检测区域的最大长度更长。从而，雷达传感器30可以在初期检测到从侧面插入车辆前面的另一车辆并且能够精确地检测远处目标的位置。
另外，与包括与雷达传感器30相同的阵列天线41A的传统雷达传感器相比，仅通过将特定天线元件41C增加到阵列天线41A，使得雷达传感器30检测宽方位检测区域以及传统方位检测区域中的目标变得可能。换句话说，使得提高雷达传感器30的目标检测能力同时抑制接收天线单元40尺寸的增加变得可能。
虽然示出和描述了本发明的以上特定实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不背离本发明的精神的情况下，可以做出多种修改、改变、以及改进。
例如，在先前的实施例中，接收天线单元40包括阵列天线41A和特定天线元件41B(即，Ar(n+1))；阵列天线41A被配置有以第一间隔d1布置的复合天线元件；复合天线元件由以预定间隔d布置的n个天线元件Ar1至Arn组合形成。
可替换地，阵列天线41A可以直接配置有n个天线元件Ar1至Arn而不形成复合天线元件；特定天线元件41B可以被布置，以限定在其本身和天线元件Arn之间的第二间隔d2。在这种情况下，必须将第二间隔d2设置为小于预定间隔d。
在先前的实施例中，MUSIC方法用于长距离检测子过程中，以确定目标候选的方位。然而，可以使用诸如DBF(数字波束形成)方法的其他方法来代替MUSIC方法。
在先前的实施例中，本发明被应用于在用作ACC(自动巡航控制)系统和PCS(预碰撞安全)系统的驾驶支持系统1中采用的雷达传感器30。然而，本发明还可以应用于在任何其他车辆安全系统(诸如FCW(前碰撞预警)系统或LCW(车道变换预警)系统)中采用的任何其他雷达装置。

Claims (8)

1.一种方位检测装置，包括：
发射机，发射连续波；
接收机，包括多个第一天线元件，还包括第二天线元件，所有所述第一天线元件和所述第二天线元件中的每一个均被配置为一旦接收到由所述连续波被目标反射产生的反射连续波则生成信号，所述第一天线元件以第一间隔d1被布置以形成所述第一天线元件的阵列，所述第二天线元件被布置以限定在其本身与位于所述第一天线元件的阵列的端部的所述第一天线元件中的一个之间的第二间隔d2，其中，d2小于d1；
第一方位检测器，在其角范围由d1限定的第一方位检测区域内，基于由所有所述第一天线元件生成的信号来检测所述目标的方位；以及
第二方位检测器，在其角范围由d2限定的第二方位检测区域内，基于由所述第二天线元件以及位于所述阵列的端部并与所述第二天线元件一起限定所述第二间隔d2的所述第一天线元件中的所述一个生成的信号来检测所述目标的方位。
2.根据权利要求1所述的方位检测装置，其中，所述第二方位检测器基于由所述第二天线元件以及位于所述阵列的端部并与所述第二天线元件一起限定所述第二间隔d2的所述第一天线元件中的所述一个生成的信号之间的相位差和幅度差中的至少一项来检测所述目标的方位。
3.根据权利要求1所述的方位检测装置，其中，所述第一天线元件中的每一个均是通过结合多个天线元件形成的复合天线元件。
4.根据权利要求1所述的方位检测装置，其中，所述方位检测装置被用于机动车辆中。
5.一种雷达装置，包括：
发射机，发射连续波；
接收机，包括多个第一天线元件，还包括第二天线元件，所有所述第一天线元件和所述第二天线元件中的每一个均被配置为一旦接收到由所述连续波被目标反射产生的反射连续波则生成信号，所述第一天线元件以第一间隔d1被布置以形成所述第一天线元件的阵列，所述第二天线元件被布置以限定在所述第二天线元件与位于所述第一天线元件的阵列的端部的所述第一天线元件中的一个之间的第二间隔d2，其中，d2小于d1；
第一方位检测器，在其角范围由d1限定的第一方位检测区域内，基于由所有所述第一天线元件生成的信号来检测所述目标的方位；
第二方位检测器，在其角范围由d2限定的第二方位检测区域内，基于由所述第二天线元件以及位于所述阵列的端部并与所述第二天线元件一起限定所述第二间隔d2的所述第一天线元件中的所述一个生成的信号来检测所述目标的方位；
第一距离检测器，基于由所有所述第一天线元件生成的信号检测所述目标的距离；
第二距离检测器，基于由所述第二天线元件和所述第一天线元件中的所述一个生成的信号检测所述目标的距离；以及
目标识别器，基于由所述第一方位检测器和所述第二方位检测器之一检测的所述目标的方位以及由所述第一距离检测器和所述第二距离检测器之一检测的所述目标的距离来识别所述目标。
6.根据权利要求5所述的雷达装置，其中，所述第二方位检测器基于由所述第二天线元件以及位于所述阵列的端部并与所述第二天线元件一起限定所述第二间隔d2的所述第一天线元件中的所述一个生成的信号之间的相位差和幅度差中的至少一项来检测所述目标的方位。
7.根据权利要求5所述的雷达装置，其中，所述第一天线元件中的每一个均是通过结合多个天线元件形成的复合天线元件。
8.根据权利要求5所述的雷达装置，其中，所述雷达装置被用于机动车辆中。
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