CN101765788A - 脉冲雷达装置 - Google Patents

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Abstract

一种脉冲雷达装置，其包括发送器件和接收器件：所述发送器件用于发送脉冲波，所述接收器件用于接收由所述发送器件发送出的所述波的反射波，所述脉冲雷达装置基于由所述发送器件发送出的波与由所述接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个，所述脉冲雷达装置设置有脉宽改变器件，所述脉宽改变器件用于根据所需检测范围的位置来改变由所述发送器件发送出的波的脉宽，在所述所需检测范围中，需要对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算。

Description

脉冲雷达装置
技术领域
本发明涉及一种脉冲雷达装置。更具体地，本发明涉及一种适于通过发送脉冲波并接收由物体反射的发送出的波而产生的反射波来检测相对于物体的相对距离或相对速度的脉冲雷达装置。
背景技术
例如，公开号为2003-329764的日本专利申请(JP-A-2003-329764)描述了一种脉冲雷达装置，该装置通过发送脉冲波并接收由物体反射的发送出的波而产生的反射波来判定是否存在物体，如果存在物体，则基于发送出的波与接收到的波之间的关系来计算相对于所述物体的相对距离或相对速度。
缩短发送出的波的脉宽提高了相对于到物体的距离的检测精度，但也使得更难以在中/长距离处快速地检测到距离，从而当试图在中/长距离处检测距离时，需要相当大量的时间。另一方面，增加发送出的波的脉宽能够从中到长的范围容易地快速检测到距离，但是检测这些距离的精度降低。
然而，利用在JP-A-2003-329764中描述的脉冲雷达装置，发送出的波的脉宽是固定的并且不能根据需要进行物体检测的检测范围的位置而改变。这使得脉冲雷达装置难以在计算相对于物体的相对距离或相对速度时快速并精确地检测物体。
发明内容
因此，本发明提供一种能够在计算相对于物体的相对距离或相对速度时快速并精确地检测物体的脉冲雷达装置。
本发明的第一方案涉及一种脉冲雷达装置，其包括发送器件和接收器件：发送器件用于发送脉冲波，接收器件用于接收由发送器件发送出的波的反射波，并且脉冲雷达装置基于由发送器件发送出的波与由接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个。所述脉冲雷达装置设置有脉宽改变器件，脉宽改变器件用于根据所需检测范围的位置来改变由发送器件发送出的波的脉宽，在所需检测范围中，需要对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算。
根据所述结构，当需要计算相对靠近的物体时缩短脉宽增加了检测物体的分辨率，从而提高了相对靠近的物体的检测精度。而且，当需要计算相对远离的物体时延长脉宽能够使相对远离的物体被快速地检测到。因此，本发明能够在计算相对于物体的相对距离或相对速度时高精度地检测靠近的物体并且快速地检测远离的物体。
附带地，在上述脉冲雷达装置中，所需检测范围的位置越近，脉宽改变器件可以使脉宽变得越短，而所需检测范围的位置越远，脉宽改变器件可以使脉宽变得越长。
而且，本发明的第二方案涉及一种脉冲雷达装置，其包括发送器件和接收器件：发送器件用于发送脉冲波，接收器件用于接收由发送器件发送出的波的反射波，并且脉冲雷达装置基于由发送器件发送出的波与由接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个。所述脉冲雷达装置设置有：含物体距离库检测器件，其用于从由检测范围划分成的预定数目的距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算；以及脉宽缩短器件，其用于当含物体距离库被含物体距离库检测器件检测到时，对于含物体距离库，使由发送器件发送出的波的脉宽缩短。
缩短发送出的波的脉宽增加了检测物体的分辨率。结果，与脉宽较长时相比，即与先前的脉宽相比，对含物体距离库中的物体的检测精度能够得到提高，而在被缩短之前的脉宽相对较长，因此在包括远离的物体的全部检测范围中的物体能够被快速地检测到。因此，本发明能够在计算相对于物体的相对距离或相对速度时高精度地检测以及快速地检测远离的物体。
而且，本发明的第三方案涉及一种脉冲雷达装置，其包括发送器件和接收器件：发送器件用于发送脉冲波，接收器件用于接收由发送器件发送出的波的反射波，并且脉冲雷达装置基于由发送器件发送出的波与由接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个。所述脉冲雷达装置设置有：含物体距离库检测器件，其用于从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算；以及计算所需距离库限制器件，其用于当含物体距离库被含物体距离库检测器件检测到时，将计算所需距离库仅限制为含物体距离库、含物体距离库周围的距离库以及在检测范围的边缘的距离库，对于计算所需距离库，将从检测范围内的全部距离库中对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算。
当从由检测范围划分成的多个距离库中检测到存在物体的含物体距离库时，将计算所需距离库仅限制为含物体距离库、含物体距离库周围的距离库以及在检测范围的边缘的距离库，对于计算所需距离库，将从检测范围内的全部距离库中对相对于物体的相对距离或相对速度进行计算，在所述检测范围中，将对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算。通过限制计算所需距离库，与没有对计算所需距离库进行限制时相比，在检测范围内的物体能够被更快速地检测到并且能够使发送出的波的脉宽更短。因此，本发明能够在计算相对于物体的相对距离或相对速度时高精度地检测以及快速地检测远离的物体。
附带地，利用上述脉冲雷达装置，计算所需距离库可以仅是在检测范围的边缘的距离库。
此外，本发明的第四方案涉及一种脉冲雷达装置，其包括发送器件和接收器件：发送器件用于发送脉冲波，接收器件用于接收由发送器件发送出的波的反射波，并且脉冲雷达装置基于由发送器件发送出的波与由接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个。所述脉冲雷达装置设置有：含物体距离库检测器件，其用于从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个进行计算；以及积分频率增加器件，其用于当含物体距离库被含物体距离库检测器件检测到时，增加对接收到的波进行积分的次数，以便对于含物体距离库计算相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个。所述脉冲雷达装置有效地改善了信噪比并提高了检测灵敏度。
当从由检测范围划分成的多个距离库中检测到存在物体的含物体距离库时，对于含物体距离库，增加对接收到的波进行积分的次数，在所述检测范围中，将对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算。对接收到的波进行积分的次数的增加改善了信噪比并提高了计算相对于物体的相对距离或相对速度时的灵敏度。因此，本发明能够改善信噪比并提高计算相对于物体的相对距离或相对速度时的检测灵敏度。
而且，本发明的第五方案涉及一种用于计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个的方法。所述方法包括以下步骤：发送脉冲波；接收被发送出的波的反射波；基于发送出的波与接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个；以及根据所需检测范围的位置来改变发送出的波的脉宽，在所需检测范围中，需要对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算。
而且，本发明的第六方案涉及一种用于计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个的方法。所述方法包括以下步骤：发送脉冲波；接收被发送出的波的反射波；基于发送出的波与接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个；从由检测范围划分成的预定数目的距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算；以及当含物体距离库被检测到时，对于含物体距离库，使发送出的波的脉宽缩短。
而且，本发明的第七方案涉及一种用于计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个的方法。所述方法包括以下步骤：发送脉冲波；接收被发送出的波的反射波；基于发送出的波与接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个；从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算；以及当含物体距离库被检测到时，将计算所需距离库仅限制为含物体距离库、含物体距离库周围的距离库以及在检测范围的边缘的距离库，对于计算所需距离库，将从检测范围内的全部距离库中对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算。
而且，本发明的第八方案涉及一种用于计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个的方法。所述方法包括以下步骤：发送脉冲波；接收被发送出的波的反射波；基于发送出的波与接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个；从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个进行计算；以及当含物体距离库被检测到时，增加对接收到的波进行积分的次数，以便对于含物体距离库计算相对于物体的相对距离和相对速度中的所述至少一个。
因此，本发明能够在计算相对于物体的相对距离或相对速度时高精度地检测以及快速地检测远离的物体。
附图说明
通过以下结合附图对示例性实施例的描述，本发明的上述和进一步的目的、特征和优点将变得明显，其中相似的附图标记用于表示相似的元件，并且其中：图1是根据本发明的第一示例性实施例的脉冲雷达装置的结构图；图2A是表示设置在所述示例性实施例的脉冲雷达装置中用作雷达传感器的发送和接收天线的安装位置的图，图2B是表示检测范围的图，以及图2C是表示发送出的波的脉宽的图；图3A和3B是说明根据所述示例性实施例的用于检测从装备有脉冲雷达装置的移动车辆到目标物的距离的方法的图；图4A、4B和4C是说明根据所述示例性实施例的用于检测目标物相对于装备有脉冲雷达装置的移动车辆的相对速度的方法的图；图5A和5B是说明根据所述示例性实施例的用于检测目标物相对于装备有脉冲雷达装置的移动车辆的角位置的方法的图；图6是表示根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置的操作顺序的图；图7是说明根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置中执行的控制程序的一个示例的流程图；图8是表示根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置的特性操作的图；图9A至9C是表示根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置的特性操作的图；图10是说明在根据本发明的第二示例性实施例的脉冲雷达装置中执行的控制程序的一个示例的流程图；图11是表示根据第二示例性实施例的脉冲雷达装置的特性操作的图；图12是说明在根据本发明的第三示例性实施例的脉冲雷达装置中执行的控制程序的一个示例的流程图；图13是表示根据第三示例性实施例的脉冲雷达装置的特性操作的图；图14是说明在根据本发明的第四示例性实施例的脉冲雷达装置中执行的控制程序的一个示例的流程图；图15是表示根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置的特性操作的图；图16是根据第一示例性实施例的一个改进示例的脉冲雷达装置的结构图；以及图17是根据第一示例性实施例的另一个改进示例的脉冲雷达装置的结构图。
具体实施方式
图1是根据本发明的第一示例性实施例的脉冲雷达装置20的结构图。而且，图2A是表示设置在所述示例性实施例的脉冲雷达装置20中用作雷达传感器的发送和接收天线的安装位置的图，图2B是表示检测范围的图，以及图2C是表示发送出的波的脉宽的图。
所述示例性实施例中的脉冲雷达装置20安装在诸如车辆的移动体(以下被简称为“车辆”)上，并通过朝车辆的前方或后方的预定检测区域发送脉冲波并接收由物体反弹或反射发送出的波而产生的反射波来检测车辆附近的物体(即，目标物)。附带地，装备有所述脉冲雷达装置20的车辆不限于在陆上行驶的陆用车辆，诸如汽车，还可以是在空中飞行的飞行器，诸如飞机。
如图1所示，脉冲雷达装置20包括发送电路22，发送电路22具有连续波源24、脉冲形成部26、放大器28以及发送天线30。
连续波源24产生连续的高频信号流。脉冲形成部26具有开关，该开关在允许发送由连续波源24产生的信号与切断这些信号之间转换。通过接通和断开该开关，以预定周期反复地产生脉冲信号，在该脉冲信号中，具有预定脉宽的脉冲已经被调制。放大器28放大由脉冲形成部26产生的脉冲信号。而且，发送天线30(Tx)发射经放大器28放大的脉冲信号作为向车辆外部发送出的波。
从发送天线30主要沿车辆正在行驶的方向发射所述脉冲信号，以便在该方向上生成预定检测区域(图2B)。而且，脉冲信号可以以扫描整个检测区域的相对窄束来发射，或可以设置多个发送天线30，每个发送天线30旨在沿不同的方向发射脉冲信号以增加检测区域。
附带地，当执行目标物检测时距车辆的最大距离被指定为Dmax而光速被指定为c时，将来自发送电路22的脉冲信号的发送周期(脉冲重复频率)T设定为T＞2×Dmax/c。而且，来自发送电路22的脉冲信号的脉宽(如图2C所示)W对应于作为到目标物的距离的最小可分距离(距离分辨率：距离库)。当该最小距离被指定为A而光速被指定为c时，则W＝2×A/c。
脉冲雷达装置20还包括具有基本相同特性的两个接收电路32和34。接收电路32包括接收天线36(Rx1)、放大器38、两个混合器40和42、两个积分电路44和46、两个开关48和50、以及两个AD转换部52和54。相似地，接收电路34也包括接收天线56(Rx2)、放大器58、两个混合器60和62、两个积分电路64和66、两个开关68和70、以及两个AD转换部72和74。接收天线36和56在车辆的水平方向(诸如在汽车的情况下是车宽方向)上被布置为彼此分开预定距离d。
附带地，当车辆是汽车时，如图2A所示，发送天线30和两个接收天线36和56布置在前部、侧部和后部、上部或下部上，诸如保险杠、前照灯、尾灯、立柱、车镜和车门等。
接收天线36和56各自接收脉冲反射波，所述脉冲反射波是从发送天线30发送出并经物体弹射或反射的脉冲波。由接收天线36接收到的脉冲首先经放大器38放大然后被发送到两个混合器40和42。相似地，由接收天线56接收到的脉冲首先经放大器58放大然后被发送到混合器60和62。
除放大器38之外，连续波源24也经由开关76连接到混合器40和42的输入端。相似地，除放大器58之外，连续波源24也经由开关76连接到混合器60和62的输入端。开关76是在脉冲形成部26的开关接通之后的预定时间段即在从发送电路22的发送天线30发送出脉冲之后的预定时间段接通的开关。
放大器38的输出(即，接收脉冲)输入到混合器40和42，作为在发送出脉冲之后延迟预定时间段之后输入的局部脉冲。使输入到混合器42的局部脉冲的相位从输入到混合器40的局部脉冲偏移(即，延迟)达+90°。相似地，放大器58的输出(即，接收脉冲)输入到混合器60和62，作为在发送出脉冲之后延迟预定时间段之后输入的局部脉冲。使输入到混合器62的局部脉冲的相位从输入到混合器60的局部脉冲偏移(即，延迟)达+90°。
附带地，当适当地改变相对于发送脉冲的发送的延迟时间时，反复地产生局部脉冲。而且，对于由执行目标物检测时距车辆的最大距离Dmax(检测范围)划分成的多个(诸如100)距离库中的每一个改变延迟时间。混合器40、42、60和62各自对接收脉冲和局部脉冲进行混合，然后输出经混合的脉冲。
积分电路44连接到混合器40，积分电路46连接到混合器42，积分电路64连接到混合器60，而积分电路66连接到混合器62。积分电路44、46、64和66分别对混合器40、42、60和62的输出进行积分。更具体地，对于每个脉冲重复频率T的预定次数(诸如10)的发送脉冲的发送，积分电路44、46、64和66对混合器输出进行积分。
AD转换部52经由开关48连接到积分部44，AD转换部54经由开关50连接到积分部46，AD转换部72经由开关68连接到积分部64，而AD转换部74经由开关70连接到积分部66。当开关48、50、68和70分别接通时，AD转换部52、54、72和74将积分电路44、46、64和66的输出转换为数字信号。
脉冲雷达装置20还包括：控制电路80，其经由控制线连接到脉冲形成部26，以及开关48、50、68、70和76。控制电路80控制脉冲形成部26的开关，以便从发送天线30以预定脉冲重复频率T向车辆的外部发射具有预定脉宽W的发送脉冲。控制电路80还控制开关76，以便在从发送天线30发射发送脉冲之后的预定时间段产生局部脉冲并将局部脉冲输入到混合器40、42、60和62。
控制电路80还连接到AD转换部52、54、72和74。来自AD转换部52、54、72和74的数字输出被供给到控制电路80。如稍后将要详细描述的，控制电路80基于开关48、50、68和70接通时AD转换部52、54、72和74的数字输出值来检测从车辆到目标物的距离、目标物相对于车辆的相对速度，以及目标物相对于车辆的角位置。然后目标检测结果被输出到另一个装置。
接下来，将结合图3A至6来描述所述示例性实施例的脉冲雷达装置20的基本操作。图3A和3B是说明根据所述示例性实施例的用于检测从车辆到目标物的距离的方法的图。图4A至4C是说明根据所述示例性实施例的用于检测目标物相对于车辆的相对速度的方法的图。图5A和5B是说明根据所述示例性实施例的用于检测目标物相对于车辆的角位置的方法的图，而图6是表示根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置20的操作顺序的图表。附带地，在图6所示的示例中，在检测范围中存在四个距离库并且脉冲被连续地接收三次。
在所述示例性实施例中，当装备有脉冲雷达装置20的车辆正在运行时，脉冲雷达装置20的连续波源24产生连续波。在正在由连续波源24产生连续波的同时，控制电路80控制脉冲形成部26的开关，以便从发送天线30以预定脉冲重复频率T向车辆的外部发射发送脉冲。在这种情况下，发送脉冲从发送天线30以预定脉冲重复频率T被发射到车辆的外部。
如果目标物不在最大距离Dmax的检测范围内，则从发送天线30发射出的发送脉冲未被反射，因此在这种情况下，接收天线36和56未接收到发送脉冲的反射波。另一方面，如果目标物在检测范围内，则目标物反射从发送天线30发射出的发送脉冲，并且所述发送脉冲的反射波由接收天线36和56接收。当发送脉冲的反射波由接收天线36和56接收到时，其首先经放大器38和58放大然后被供给到混合器40、42、60和62。
控制电路80控制开关76，以便每当从发送天线30发射出发送脉冲时在预定时间延迟之后产生将要供给到混合器40、42、60和62的局部脉冲。在这种情况下，在从发送天线30发射出发送脉冲之后的预定时间段的延迟之后，局部脉冲被供给到混合器40、42、60和62。
附带地，对于由检测范围划分成的多个(例如，100)距离库中的每一个，控制电路80根据预定顺序(例如，按从最靠近车辆的距离库到最远离车辆的距离库的次序)来改变预定延迟时间，即从发送天线30发射出脉冲信号的时间与产生局部脉冲的时间之间的时间延迟。更具体地，检测范围中的距离库距车辆越近，使预定延迟时间变得越短，而距离库距车辆越远，使预定延迟时间变得越长。因此，根据检测范围内的每个时间点处的作为检测目标的距离库(即，其位置)(以下被简称为“检测距离库”)来改变供给到混合器40、42、60和62的局部脉冲相对于发射出发送脉冲的延迟时间。
附带地，在连续发射出发送脉冲预定次数(诸如10次)时，检测范围内的检测距离库限于一个，并且在这个期间的延迟时间是恒定值。每当连续发射出发送脉冲预定次数之后，将延迟时间改变为不同值，并且将检测距离库切换到下一个距离库。
混合器40、42、60和62各自对来自接收天线36和56的接收脉冲和来自发送电路22侧的局部脉冲进行混合。如果检测距离库中不存在目标物，则能够使得此时接收脉冲与局部脉冲之间不相关，因此混合器输出基本为零。另一方面，如果检测距离库中存在目标物，则能够使得此时接收脉冲与局部脉冲之间相关，因此混合器输出为高值。
在积分电路44、46、64和66中对在相同的距离库中连续执行预定次数的检测时的混合器输出全部进行积分，结果得到的积分值在AD转换部52、54、72和74中被转换为数字信号，之后将其供给到控制电路80。
每当在对于检测范围内的每个距离库产生局部脉冲之后，其后，控制电路80判定由AD转换部52、54、72和74供给的数字输出是否已经达到预定阈值。如果判定出来自AD转换部52、54、72和74的数字输出还未达到预定阈值，则判定出能够使得接收脉冲与局部脉冲之间不相关，因此判定出在与该局部脉冲的延迟时间相对应的检测距离库中不存在目标物。另一方面，如果判定出数字输出已经达到预定阈值，则判定出能够使得接收脉冲与局部脉冲之间相关，因此确定了具有该相关性的局部脉冲的延迟时间并判定出在与该延迟时间相对应的检测距离库中存在目标物。
这样，根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置20能够基于接收脉冲与局部脉冲之间的相关性来判定在检测范围中的每个距离库中是否存在目标物，并且基于发送脉冲的发送与接收脉冲的接收之间的时间(反射时间)，能够通过确定具有目标物的距离库的位置来检测从车辆到目标物的相对距离。
而且，在所述示例性实施例中，控制电路80使用脉冲对的方法来检测车辆与检测范围中的目标物之间的相对速度，由此，间隔发送的两个脉冲从相同的距离被反射并且接收到的信号(＝接收脉冲)之间的相位差被检测到。对于检测范围中的每个距离库检测相对速度。
更具体地，如图4A至4C所示，当单个发送脉冲S被目标物反射并由接收天线36(或56)接收到作为接收脉冲R时，从形成IQ检测器的混合器40和42(或60或62)输出I信道信号I和Q信道信号Q。此时，如果接收脉冲R被指定为a×sin(2πf×t+θ)(此处f是发送频率)而局部脉冲被指定为sin(2πf×t)，则混合器40的输出I是a×cosθ，混合器42的输出Q是a×sinθ。控制电路80基于混合器40的输出I和混合器42的输出Q(或混合器60的输出I和混合器62的输出Q)来计算相位信号Z(＝I+Q)。
如果当目标物正在以相对速度Vr移动时以间隔Δt发送的两个发送脉冲S(t11)和S(t21)分别被目标物反射并由接收天线36和56接收到作为接收脉冲R11和R21，则那些接收脉冲的相位信号Z11和Z21改变相位差Δθ，Δθ是在发送两个发送脉冲S(t11)和S(t21)的时间间隔Δt的过程中目标物移动的距离的两倍。
控制电路80对于检测范围中的每个距离库检测以间隔Δt发送的两个脉冲的发送所获得的相位信号Z之间的相位差Δθ。对于存在目标物的距离库，基于检测到的相位差Δθ，根据以下(1)所示的关系式来检测该目标物的相对速度Vr。Vr＝Δθ×λ/(4πΔt)(此处λ是发送波长)…(1)
这样，所述示例性实施例的脉冲雷达装置20能够通过对于以间隔Δt发送的两个脉冲的发送检测接收脉冲(＝来自IQ检测器的相位信号Z)之间的相位差Δθ来检测目标物相对于车辆的相对速度Vr。
此外，在所述示例性实施例中，控制电路80使用相位比较单脉冲的方法来检测目标物相对于车辆的角位置，由此，对于单个发送脉冲由布置在不同位置上的两个接收天线接收到的信号(＝接收脉冲)之间的相位差被检测到。对于检测范围中的每个距离库检测角位置。
更具体地，如图5A和5B所示，当单个发送脉冲S被目标物反射并且接收脉冲RA1由接收天线36接收而接收脉冲RA2由接收天线56接收时，输出基于来自形成IQ检测器的混合器40和42的接收脉冲RA1的I信道信号IA1和Q信道信号QA1，并且输出基于来自形成IQ检测器的混合器60和62的接收脉冲RA2的I信道信号IA2和Q信道信号QA2。然后，控制电路80基于来自混合器40的输出IA1和来自混合器42的输出QA1来计算相位信号ZA1(＝IA1+QA1)，并且基于来自混合器60的输出IA2和来自混合器62的输出QA2来计算相位信号ZA2(＝IA2+QA2)。
如果目标物相对于车辆位于相对于脉冲雷达装置20的前方方向(即，垂直于连接两个接收天线36和56的直线)偏移角度φ的位置，则基于由隔开预定距离d的两个接收天线36和56接收到的接收脉冲RA1和RA2的相位信号ZA1和ZA2改变对应于天线之间的距离d的相位差Δθ。
对于单个发送脉冲的发送，控制电路80基于由两个接收天线36和56接收到的脉冲来检测相位信号Z之间的相位差Δθ。对于具有目标物的距离库，基于所述检测到的相位差Δθ，根据以下(2)所示的关系式来检测该目标物的角位置φ。φ＝sin-1(Δθ×λ/(2πd))…(2)
这样，对于检测范围中具有目标物的距离库，对于单个发送脉冲的发送，所述示例性实施例的脉冲雷达装置20能够通过检测由隔开预定距离d的两个接收天线36和56接收到的接收脉冲(＝来自IQ检测器的相位信号Z)之间的相位差Δθ来检测该目标物相对于车辆的角位置φ。
在所述示例性实施例的脉冲雷达装置20中，控制装置80通过上述方法来检测到目标物的距离、目标物的相对速度Vr，以及目标物的角位置φ。
更具体地，如图6所示，从检测范围中的最近距离库开始判定是否存在目标物，如果存在，则检测该目标物的距离。而且，对于每个检测距离库，通过检测由两个接收天线36和56接收到的脉冲之间的相位差来检测目标物的角位置。在这种情况下，对于具有目标物的距离库，不仅能够检测到该目标物的相对距离，还能够检测到该目标物的相对角位置。
当已经对检测范围中的最远距离库执行了距离和角位置检测时，则从检测范围中的最近距离库开始再次执行距离和角位置检测。此时，则通过检测对于相同距离库检测上次发送两个脉冲与当前间隔发送两个脉冲的接收脉冲之间的相位差Δθ来检测目标物的相对速度。在这种情况下，对于具有目标物的距离库，不仅能够检测该目标物的相对距离和相对角位置，还可以检测该目标物的相对速度。
在所述示例性实施例中，发送脉冲的脉宽W对应于作为到目标物的距离的最小可分距离(距离分辨率)A(W＝2×A/C)，所述发送脉冲是从发送电路22向车辆的外部发射的发送波。因此，通过缩短脉宽W能够有效地增加距离分辨率A(即，能够有效地缩短最小可分距离)。然而，尽管短的脉宽W能够使目标物检测精度得到提高，但是由于增加的处理负荷，在整个检测范围内将该脉宽W保持在相同的值将使得难以在中长距离处进行快速检测，结果，在整个检测范围内检测目标物会花费大量的时间。
因此，通过适当地改变来自发送电路22的发送脉冲的脉宽W，所述示例性实施例的脉冲雷达装置20能够快速地检测中长距离处的目标物并且以高精度检测短距离处的目标物。下文中，将结合图7至9C来描述所述示例性实施例的特性部。
图7是说明由所述示例性实施例的脉冲雷达装置20中的控制电路80执行的控制程序的一个示例的流程图。而且，图8至9C均是表示根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置20的特性操作的图。附带地，图8是从车辆的侧面观察时比较短距离的距离库和中长距离的距离库的图。而且，图9A和9B是表示分别从车辆的侧面和车辆的上方观察时距车辆各个距离处的距离库的长度。
在所述示例性实施例的脉冲雷达装置20中，如上所述，在由连续波源24产生连续波的同时，控制电路80控制脉冲形成部26的开关，以便从发送天线30以预定脉冲重复频率T向车辆的外部发射发送脉冲。控制电路80切换脉冲形成部26，以便每当向车辆的外部发射单个发送脉冲时脉宽W变为预定值。
更具体地，在从车辆到最大距离Dmax的整个检测范围内，规定了实际上将要向车辆的外部发射发送脉冲并且将要接收到发送脉冲的反射波的检测位置(即，试图检测目标物的位置)(步骤100)。
例如，如果将整个检测范围划分成三个检测部分(例如，从车辆到距车辆10米的短距离、从10米到50米的中距离，以及从50米到100米的长距离)，则规定了检测位置距车辆是短距离、中距离还是长距离。附带地，当随着时间推移从相对于车辆最近到最远的检测范围中执行目标物检测时，检测位置按预定次序变化。
然后，当在步骤100中规定了实际上将要向车辆的外部发射发送脉冲并且接收发送脉冲的反射波的检测位置时，根据该检测位置来改变实际上将要向车辆的外部发射的发送脉冲的脉宽W(步骤102)。更具体地，当检测位置靠近车辆时，使脉宽W相对短，而当检测位置远离车辆时，使脉宽W相对长。
例如，当检测位置距离不远时，将发送脉冲的脉宽W设定为相对短的W1。当检测位置距离中等时，将发送脉冲的脉宽W设定为长于W1的W2，并且当检测位置距离远时，将发送脉冲的脉宽W设定为甚至长于W2的W3。
附带地，控制电路80可以预先在存储器中存储检测位置与脉宽W之间的关系，并通过适当地读取该关系而根据检测位置来设定脉宽W。当如上所述来设定发送脉冲的脉宽W时，控制电路80控制脉冲形成部26以实现该脉宽W。
根据控制电路80的该程序，当在整个检测范围内将要执行目标物检测的检测位置靠近车辆时，能够使来自发送电路22的发送脉冲的脉宽W相对短，而当在整个检测范围内将要执行目标物检测的检测位置远离车辆时，能够使该脉宽W相对长。
随着发送脉冲的脉宽W变短，检测范围中的每个检测距离库的长度变短并且检测目标物的距离分辨率增加。因此，根据所述示例性实施例的结构，在整个检测范围内将要执行目标物检测的检测位置越靠近车辆，能够以越高的分辨率来检测目标物，因此能够提高在该位置上的目标物的检测精度(见图8和9A至9C)。
另一方面，随着发送脉冲的脉宽W变长，整个检测范围中的每个检测距离库的长度增加，因此整个检测范围中的距离库变少。结果，在整个检测范围中检测目标物需要花费较少时间。因而，根据所述示例性实施例的结构，在整个检测范围内将要执行目标物检测的检测位置越远离车辆，能够以越广的距离库来检测目标物。因此，在该位置上的目标物能够被快速地检测到(见图8和9A至9C)。
利用所述示例性实施例的脉冲雷达装置20，在检测整个检测范围中的目标物的相对距离、相对速度以及相对角度时，能够进行短距离的高精度检测和长距离的快速检测。而且，这些都可以利用共用的发送和接收天线来实现，因此无需为短距离和长距离设置单独的发送和接收天线。
附带地，在上述第一示例性实施例中，发送电路22可被视为本发明的发送器件，接收电路32和34可被视为本发明的接收器件，并且在达到最大距离Dmax的整个检测范围中的实际上将要向车辆的外部发射发送脉冲并且接收反射波的检测位置可被视为所需检测范围的位置。而且，根据在整个检测范围内将要执行目标物检测的检测位置，通过控制电路80改变实际上将要向车辆的外部发射的发送脉冲的脉宽W来实现本发明的脉宽改变器件。
在上述第一示例性实施例中，例如，目标物将被检测的达到最大距离Dmax的整个检测范围被逐步地划分成三个检测位置，但其也可以被线性地划分成检测位置。
而且，在上述第一示例性实施例中，在按预设顺序改变检测位置的过程中，根据在整个检测范围内检测目标物的检测位置来改变发送脉冲的脉宽。然而，改变脉宽的正时不限于此。例如，当车辆正在低速(诸如10km/h或更低)行驶时，有必要检测靠近车辆的目标物，即，检测位置是相对靠近车辆的位置，因此可以使发送脉冲的脉宽相对短。而且，当车辆正在高速(诸如40km/h或更高)行驶时，有必要检测相对远离车辆的目标物，即，检测位置是相对远离车辆的位置，因此可以使发送脉冲的脉宽相对长。
附带地，例如，当由车辆的乘员执行的切换操作需要目标物检测时，仅需要改变脉宽。也可以取决于在低速行驶或高速行驶中是否需要目标物检测来单独地改变脉宽。
在这种改进示例中，能够以高分辨率检测当车辆正在低速行驶时靠近车辆的目标物，这能够提高所述目标物的检测精度。而且，能够在更广的距离库中检测当车辆正在高速行驶时远离车辆的目标物，这能够更快速地检测到目标物。
而且，如上所述，当在低速行驶过程中使脉冲较短时，可以使待检测的目标物的最大距离Dmax自身相对较短，因此使整个检测范围比较窄，并且当在高速行驶过程中使脉冲较长时，可以使最大距离Dmax自身比较长，因此使整个检测范围比较宽。此外，根据车辆的行驶速度的脉宽不限于在如上所述的低速行驶的脉宽与高速行驶的脉宽之间改变，而且还可以根据车速来逐渐改变。
根据上述第一示例性实施例，无论在从车辆达到最大距离Dmax的检测范围中是否存在目标物，均根据每当在整个检测范围中将要执行目标检测的检测位置来改变发送脉冲的脉宽。
相反，在本发明的第二示例性实施例中，如果在检测范围中设定的一个距离库中存在目标物，则对于该距离库(即，其中具有目标物的距离库)，使发送脉冲的脉宽较短，并且使每个距离库的长度(距离分辨率)较短(较精细)，因此增加了目标检测精度。
所述示例性实施例的脉冲雷达装置通过使图1所示的脉冲雷达装置20的结构中的控制电路80执行图10所示的程序来实现。下文中，将结合图10和11来描述所述示例性实施例的特性部。图10是说明由所述示例性实施例的脉冲雷达装置中的控制电路80执行的控制程序的一个示例的流程图。而且，图11是表示根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置的特性操作的图。
利用所述示例性实施例的脉冲雷达装置，在控制最初开始时，控制电路80首先将从车辆到将检测目标物的最大距离Dmax的整个检测范围划分成预设数目(即，一个或多个；图11中的示例显示两个)的距离库(下文中，这些距离库将被称为“最长距离库”)。然后，通过控制脉冲形成部26的开关以便将具有与这些最长距离库的长度相对应的脉宽W1(＝初始值)的发送脉冲发射到车辆的外部同时产生与每个最长距离库的位置相对应的局部脉冲，对于检测范围中的每个最长距离库，控制电路80基于来自AD转换部52、54、72和74的数字输出来判定是否存在目标物(目标物检测：图11中的扫描1)。如果存在目标物，则控制电路80从由整个检测范围划分成的预定数目的最长距离库中检测具有目标物的距离库(下文中，该距离库将被称为“第一含目标物距离库”)(步骤250)。
如果判定出在任何最长距离库中都不存在目标物从而未检测到第一含目标物距离库，则控制电路80将发送脉冲的脉宽W保持在初始值W1并再次执行上述目标物检测(步骤252)。
另一方面，如果判定出在一个最长距离库中存在目标物从而检测到第一含目标物距离库，则将发送脉冲的脉宽W减小到初始值W1的一半(即，减小到W1/2)同时将检测范围从整个检测范围减小到仅为第一含目标物距离库，之后再次执行目标物检测(步骤254；图11中的扫描2)。更具体地，在第一含目标物距离库的范围中，对于每个第二长距离库，基于来自AD转换部52、54、72和74的数字输出来判定是否存在目标物，第二长距离库是第一含目标物距离库的长度的一半。通过控制脉冲形成部26的控制的开关以便仅在第一含目标物距离库的范围中将具有与第二长距离库的长度相对应的脉宽W1/2的发送脉冲发射到车辆的外部同时产生与每个第二长距离库的位置相对应的局部脉冲来进行所述判定。如果存在目标物，则从组成第一含目标物距离库的两个第二长距离库中检测具有目标物的距离库(下文中，该距离库将被称为“第二含目标物距离库”)。在这种情况下，在第一含目标物距离库内的第二长距离库中继续目标物检测。
当作为在第一含目标物距离库的范围中的每个第二长距离库中执行目标物检测的结果而检测到第二含目标物距离库时，则控制电路80在仅将在第一含目标物距离库的范围中检测到的第二含目标物距离库的范围作为目标的同时将发送脉冲的脉宽W减小到W1/4(步骤256；图11中的扫描3)。然后控制电路80将第二含目标物距离库划分成两个(下文中，其中的每一个将被称为“第三长距离库”)并检测两个第三长距离库中的哪个包含目标物。下文中，包含目标物的第三长距离库将被称为第三含目标物距离库。在这种情况下，在第二含目标物距离库内的第三长距离库中继续目标物检测。
当检测到第三含目标物距离库时，控制电路80在使整个检测范围内的目标物检测范围变窄的同时进一步减小发送脉冲的脉宽W(即，缩短每个距离库的长度)，并以与如上所述相似的方式再次执行目标物检测。这最终持续到发送脉冲的脉宽W为理想长度W1/2n(此处n是1或更大的自然数)，即，持续到从理想长度的第(n+1)长距离库中检测到具有目标物的第(n+1)含目标物距离库，并再次执行目标物检测。
根据由控制电路80执行的程序，在控制开始时，在从车辆到最大距离Dmax的整个检测范围内执行目标物检测。另一方面，发送脉冲的脉宽W相对长，因此能够减少在整个检测范围中执行计算的距离库的数目。因此，能够在短时间段内在整个检测范围中快速地执行目标物检测。
另一方面，如果从由整个检测范围划分成的多个最长距离库中检测到第一含目标物距离库，则随后的目标物检测仅在整个检测范围内的该第一含目标物距离库的范围中执行，并且将发送脉冲的脉宽W减小一半。然后，以相同的方式执行之后的目标物检测，在整个检测范围内用于检测的目标范围变窄并且发送脉冲的脉宽W变短直至其达到理想的长度。
当缩短发送脉冲的脉宽W时，用于检测目标物的距离分辨率增加。因此，在所述示例性实施例中，能够提高对含目标物距离库中的目标物的检测精度。附带地，即使不能这样缩短发送脉冲的脉宽W，在整个检测范围内用于检测的目标范围也变窄，这能够避免在整个检测范围内执行计算的距离库的数目的增加。结果，能够抑制检测目标物所需的时间变得相当长。
因此，利用所述示例性实施例的脉冲雷达装置，能够在整个检测范围中检测目标物的相对距离、相对速度和相对角度时进行高精度检测以及长距离的快速检测。特别地，即使当待检测目标物的最大距离Dmax长并且整个检测范围广或需要高距离分辨率时，也能够有效地缩短检测目标物的检测时间。
附带地，在上述第二示例性实施例中，本发明的含目标物距离库检测器件通过控制电路80检测第一含目标物距离库至第n含目标物距离库来实现，而脉宽缩短器件通过以下方式来实现：当检测到第k(k＝1至n)含目标物距离库时，对于该第k含目标物距离库，控制电路80使发送脉冲的上次脉宽W减半(＝W1/2k)。
在上述第二示例性实施例中，当检测到含目标物距离库时，仅在检测到的含目标物距离库的范围中而不是在整个检测范围中并且在已经使发送脉冲的上次脉宽W减半(即，使用脉宽W是上次脉宽W的一半的发送脉冲)之后执行目标物检测。然而，选择性地，除根据距离库来改变发送脉冲的脉宽W之外，还可以在整个检测范围内执行目标物检测。更具体地，可以对于不同于检测到的含目标物距离库的距离库的范围保持与发送脉冲的上次脉宽W相同的脉宽W同时仅在含目标物距离库的范围中使发送脉冲的脉宽W减半时执行目标物检测。
而且，当检测到含目标物距离库时，使发送脉冲的上次脉宽W减半(即，将含目标物距离库划分成两个)。然而，选择性地，可以使发送脉冲的上次脉宽W减小三分之一或四分之一(即，可以将含目标物距离库划分成三个或四个)。
此外，在上述第二示例性实施例中，当检测到含目标物距离库时，则仅在检测到的含目标物距离库的范围中而不是在整个检测范围中并且在使发送脉冲的上次脉宽W减半之后执行目标物检测。然而，当具有理想长度的脉宽W的目标物检测已经结束时，脉宽W可以返回到初始值W1并且重复目标物检测。
在上述第二示例性实施例中，在控制开始时，在整个检测范围内执行目标物检测并且预先将发送脉冲的脉宽W设定为长值以便实现高精度检测和短时间段的检测。然后如果检测到含目标物距离库，则在以逐步的方式使检测范围变窄的同时使发送脉冲的脉宽W缩短到理想的长度，之后再次执行目标物检测。
相反，在本发明的第三示例性实施例中，从控制开始起，首先将发送脉冲的脉宽W设定为理想的长度然后将检测范围限制为在整个检测范围内的区域。
所述示例性实施例的脉冲雷达装置通过图1所示的脉冲雷达装置20的结构中的控制电路80执行图12所示的程序来实现。下文中，将结合图12和13来描述所述示例性实施例的特性部。图12是说明由根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置中的控制电路80执行的控制程序的一个示例的流程图，并且图13是表示根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置的特性操作的图。
利用所述示例性实施例的脉冲雷达装置，在控制开始时，控制电路80首先将从车辆到最大距离Dmax的整个检测范围划分成预设数目的理想长度的距离库。然后，通过执行对脉冲形成部26的开关的控制以便从车辆发射具有与理想长度的距离库相对应的脉宽W的发送脉冲同时产生仅与最近距离库和最远距离库相对应的局部脉冲，对于整个检测范围中的全部距离库中在后边缘的距离库和在前边缘的距离库(在本说明书中也被称为最近距离库和最远距离库)，控制电路80基于来自AD转换部52、54、72和74的数字输出来执行目标物检测以判定是否存在目标物(步骤350；图13中的扫描1)。然后，将最近距离库(即，最靠近车辆的距离库)和最远距离库(即，最远离车辆的距离库)设定为将要执行目标物检测的计算所需距离库，并且通过这些计算所需距离库来执行目标物检测。
如果在任何一个设定的计算所需距离库中均未检测到目标物(即，如果步骤352中的判定为否)，则将最近距离库和最远距离库再次设定为计算所需距离库并且再次执行目标物检测。
另一方面，如果在一个设定的计算所需距离库中检测到目标物(即，如果步骤352中的判定为是)，则在整个检测范围的全部距离库中的最近距离库和最远距离库、含目标物距离库，以及邻近含目标物距离库、在含目标物距离库的前方和后方的一个或多个的距离库中的每一个中，通过产生与这些距离库相对应的局部脉冲来执行目标物检测(步骤354；图13中的扫描2至扫描k)。然后将这些距离库，即，最近距离库和最远距离库、含目标物距离库，以及邻近含目标物距离库、在含目标物距离库的前方和后方的距离库，设定为将要执行目标物检测的计算所需距离库，并且在这些计算所需距离库中执行目标物检测。然后根据检测结果来适当地改变计算所需距离库并且继续目标物检测。
根据由控制电路80执行的所述程序，从控制开始起，增加由从车辆到最大距离Dmax的整个检测范围划分成的距离库的数目并且缩短它们的距离，即，将发送脉冲的脉宽W设定得相对短以便能够获得理想的距离分辨率。因此，能够增加检测目标物的距离分辨率，这能够提高目标物检测精度。
而且，在将整个检测范围中的全部距离库中的将要执行目标物检测的计算所需距离库仅限制为控制开始时的最近距离库和最远距离库并且检测到目标物之后，则能够将计算所需距离库限制为最近距离库和最远距离库、含目标物距离库，以及在该含目标物距离库的前方和后方的距离库。因此，与整个检测范围中的全部距离库被指定为计算所需距离库的结构相比，减少了在整个检测范围内将要执行计算的距离库的数目，因而能够在短时间段在整个检测范围内快速地执行目标物检测。
附带地，目标物不会跳过检测范围的最近距离库和最远距离库而突然出现在中心附近，因此，即使如上所述仅将计算所需距离库限制为控制开始时的最近距离库和最远距离库，也能够可靠地防止实际上在检测范围中的目标物在目标物检测过程中丢失。而且，在检测到含目标物距离库之后，即使如上所述将计算所需距离库限制为最近距离库和最远距离库、含目标物距离库，以及该含目标物距离库周围的距离库，也能够可靠地防止实际上在检测范围中的目标物或刚进入检测范围的目标物在目标物检测过程中丢失。
因此，利用所述示例性实施例的脉冲雷达装置，能够在检测整个检测范围中的目标物的相对距离、相对速度以及相对角度时进行高精度检测以及长距离的快速检测。特别地，即使当待检测目标物的最大距离Dmax长并且整个检测范围广或需要高距离分辨率时，也能够有效地缩短检测目标物的检测时间。
附带地，在上述第三示例性实施例中，本发明的含目标物距离库检测器件通过控制电路80从整个检测范围中的全部距离库中检测含目标物距离库来实现。而且，本发明的计算所需距离库限制器件通过以下方式来实现：在检测到含目标物距离库之后，控制电路80将整个检测范围中全部距离库中将要执行目标物检测的计算所需距离库限制为检测范围中的最近距离库和最远距离库、含目标物距离库、以及在该含目标物距离库的前方和后方的距离库。
在上述第三示例性实施例中，在控制开始时，仅将整个检测范围中的全部距离库中将要执行目标物检测的计算所需距离库限制为检测范围中的最近距离库和最远距离库。然而，选择性地，在控制开始时，不仅可以在计算所需距离库中而且可以在全部距离库中执行目标物检测。
而且，在上述第三示例性实施例中，在检测到含目标物距离库之后，将计算所需距离库限制为检测范围中的最近距离库和最远距离库、含目标物距离库，以及邻近含目标物距离库、在含目标物距离库的前方和后方的一个或多个距离库。然而，作为计算所需距离库而增加的这些距离库的位置也可以根据检测到含目标物距离库时该目标物的相对速度来改变。例如，当目标物正在接近车辆时，将检测到的含目标物距离库以及邻近该含目标物距离库、在该含目标物距离库的后方(即，在靠近车辆的一侧)的至少一个距离库(数目取决于相对速度，或更具体地，该数目随着相对速度增加而增加)设定为计算所需距离库。而且，当目标物正在远离车辆移动时，将检测到的含目标物距离库以及邻近该含目标物距离库、在该含目标物距离库的前方(即，在远离车辆的一侧)的至少一个距离库(数目取决于相对速度，或更具体地，该数目随着相对速度增加而增加)设定为计算所需距离库。该改进示例无论相对速度如何均能够可靠地防止实际上在检测范围中的目标物在目标物检测的过程中丢失。
在上述第一、第二和第三示例性实施例中，改变发送脉冲的脉宽或仅将在整个检测范围中将要执行目标物检测的计算所需距离库限制为整个检测范围中的全部距离库的一部分。相反，在本发明的第四示例性实施例中，当在检测范围的一个距离库中检测到目标物时，增加在含目标物距离库中对脉冲进行积分的次数以改善检测目标物时的信噪比。
所述示例性实施例的脉冲雷达装置通过使具有图1所示的脉冲雷达装置20的结构中的控制电路80执行图14所示的程序来实现。下文中，将结合图14和15来描述所述示例性实施例的特性部。图14是说明由所述示例性实施例的脉冲雷达装置中的控制电路80执行的控制程序的一个示例的流程图。而且，图15是表示根据所述示例性实施例的脉冲雷达装置的特性操作的图。
在所述示例性实施例的脉冲雷达装置中，控制电路80首先将从车辆到最大距离Dmax的整个检测范围划分成预定数目的距离库，然后通过控制脉冲形成部26的开关以便从车辆发射具有与这些距离库的长度相对应的脉宽W的发送脉冲同时产生与这些距离库的位置相对应的局部脉冲，对检测范围中的每个距离库执行目标物检测(步骤450)。附带地，通常基于对连续地发射发送脉冲并且接收接收脉冲预定次数c(诸如10次)时获得的混合器输出进行积分的结果(即，基于脉冲积分结果)来执行相同距离库的目标物检测。然后执行检测以检测在检测范围中的距离库中是否存在含目标物距离库。
如果在任何一个距离库中都不存在目标物从而未检测到含目标物距离库(即，如果步骤452中的判定为否)，则基于对以连续地发射发送脉冲并接收接收脉冲预定次数c(诸如10次)时获得的混合器输出进行积分的脉冲积分结果，控制电路80对每个距离库执行目标物检测。
另一方面，如果在一个距离库中存在目标物从而检测到含目标物距离库(即，如果步骤452中的判定为是)，则将对含目标物距离库执行目标物检测时需要对脉冲进行积分的次数增加到d次(诸如100次)，该次数大于预定次数c(步骤454)。然后，基于对连续地发射发送脉冲并且接收接收脉冲d次时获得的混合器输出进行积分的脉冲积分结果，对于该含目标物距离库继续目标物检测。
根据由控制电路80执行的所述程序，在控制开始时，将执行目标物检测时需要对脉冲进行积分的次数预先设定为c次，这使目标物能够被检测到。然后，如果检测到含目标物距离库，则仅对于该含目标物距离库，将对脉冲进行积分的次数增加到d次，该次数大于c次。
增加对脉冲进行积分的次数改善了信噪比，从而提高了检测精度。因此，所述示例性实施例的脉冲雷达装置改善了在整个检测范围内检测相对于目标物的相对距离、相对速度和相对角度时的信噪比，从而提高了该检测精度。
附带地，在所述示例性实施例的结构中，能够在检测到含目标物距离库之前将对脉冲进行积分的次数预先设定为小次数。结果，与将对脉冲进行积分的次数预先设定为大次数的结构相比，能够在短时间段内快速地执行整个检测范围内的目标物检测。
附带地，在上述第四示例性实施例中，本发明的含目标物距离库检测器件通过控制电路80从整个检测范围中的全部距离库中检测含目标物距离库来实现。而且，本发明的积分频率增加器件通过以下方式来实现：当检测到含目标物距离库时，控制电路80增加在对于该含目标物距离库执行目标物检测时需要对脉冲进行积分的次数。
在上述第四示例性实施例中，当在检测范围中的某处检测到含目标物距离库时，对于该含目标物距离库，在执行目标物检测时增加需要对脉冲进行积分的次数。然而，该结构也可以为使得：当对于该含目标物距离库正在增加对脉冲进行积分的次数时，在除该含目标物距离库之外的其他距离库中不执行目标物检测本身，或可以在这些距离库中执行检测但是可以将对脉冲进行积分的次数设定为常数c。
附带地，在上述第一至第四示例性实施例中，对车辆与目标物之间的相对距离的检测通过获得接收脉冲与局部脉冲之间的相关性来实现。这种检测方法也能够应用于AD转换部52、54、72和74，AD转换部52、54、72和74的计算速度相对低，与脉冲重复频率相似，因此能够利用简单结构来执行目标物检测。然而，检测相对距离的方法不限于此。也就是说，也可以通过使用能够高速计算的AD转换器直接获得从发送脉冲的发送边缘到接收脉冲的接收边缘的时间来检测距离。
而且，在上述第一至第四示例性实施例中，使用对脉冲对的方法来检测车辆与目标物之间的相对距离，由此，间隔发送的两个脉冲被从相同的距离反射并且接收信号(＝接收脉冲)之间的相位差被检测到。然而，选择性地，可以使用通过FFT处理将数字接收脉冲转换为频率成分的方法来检测车辆与目标物之间的相对速度。所述结构能够分离和检测相同距离库中的多个目标物的速度成分。
此外，在上述第一至第四示例性实施例中，使用相位比较单脉冲的方法来检测目标物相对于车辆的角位置，由此，单个发送脉冲的由布置在不同位置上的两个接收天线接收到的信号(＝接收脉冲)之间的相位差被检测到。然而，也可以使用比较多个接收天线的接收强度(诸如和或差)的方法，或使用相控阵或数字波束形成(DBF)来检测目标物相对于车辆的角位置。
而且，在上述第一至第四示例性实施例中，一个发送天线30和两个接收天线36和56如图1所示设置。然而，选择性地，可以设置多个发送天线。而且，当设置了多个发送天线时，可以为相应的接收天线36和56分开地设置接收电路32和34。也就是说，如图1所示，可以为接收天线36设置接收电路32，而为接收天线56设置接收电路34。选择性地，如图16所示，可以为接收天线36和56均设置单个接收电路500(其具有与接收电路32相同的结构)，并且可以设置开关502用于适当地切换连接到接收天线36和56之间的接收电路500的多个元件的接收天线。该改进示例能够使两个接收天线36和56共用单个接收电路，从而简化脉冲雷达装置的结构。
而且，当设置了多个接收天线时，如图16所示，这些接收天线可以由仅接收天线36和56形成，或这些接收天线中的至少一个也可以用作发送天线600，并且可以设置开关602用于适当地切换如图7所示在发送电路22侧与接收电路500(与接收电路32具有相同的结构)侧之间的天线600的连接。该改进示例能够使发送天线和接收天线共用，从而进一步简化了脉冲雷达装置的结构。
附带地，在图16和17所示的改进示例中，开关502和602在放大器38的上游布置并连接。然而，选择性地，开关502和602可以在放大器38的下游布置并连接以改善信噪比。
在上述第一至第四示例性实施例和图16和17所示的改进示例中，对发送和接收信号的处理使用了直接转换的方法。然而，选择性地，可以使用任意降频转换(down converting)的方法诸如双向转换的方法。
此外，在上述第一至第四示例性实施例中，特别是在这些示例性实施例的图8、9A至9C、11、13和15中，从车辆到最大距离Dmax的检测范围是一维的并且在目标物检测的过程中仅执行一维扫描。然而，本发明不限于此。例如，检测范围可以是二维的，即前到后以及左到右，并且在目标物检测的过程中能够执行二维扫描。而且，检测范围可以是三维的，即前到后、左到右以及上到下，并且在目标物检测的过程中能够执行三维扫描。特别地，二维或三维的检测范围与一维的检测范围相比具有明显更多的距离库，因此根据上述第二和第三示例性实施例的方法对于缩短目标物检测时间是有效的。

Claims (20)

1.一种脉冲雷达装置，包括发送器件和接收器件：所述发送器件用于发送脉冲波，所述接收器件用于接收由所述发送器件发送出的所述波的反射波，所述脉冲雷达装置基于由所述发送器件发送出的波与由所述接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个，所述脉冲雷达装置包括：
脉宽改变器件，其用于根据所需检测范围的位置来改变由所述发送器件发送出的波的脉宽，在所述所需检测范围中，需要对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算。
2.根据权利要求1所述的脉冲雷达装置，其中所述所需检测范围的位置越近，所述脉宽改变器件使所述脉宽变得越短，而所述所需检测范围的位置越远，所述脉宽改变器件使所述脉宽变得越长。
3.根据权利要求1或2所述的脉冲雷达装置，其中所述相对速度越慢，所述脉宽改变器件使所述脉宽变得越短，而所述相对速度越快，所述脉宽改变器件使所述脉宽变得越长。
4.一种脉冲雷达装置，包括发送器件和接收器件：所述发送器件用于发送脉冲波，所述接收器件用于接收由所述发送器件发送出的所述波的反射波，所述脉冲雷达装置基于由所述发送器件发送出的波与由所述接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个，所述脉冲雷达装置包括：
含物体距离库检测器件，其用于从由检测范围划分成的预定数目的距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算；以及
脉宽缩短器件，其用于当所述含物体距离库被所述含物体距离库检测器件检测到时，对于所述含物体距离库，使由所述发送器件发送出的波的脉宽缩短。
5.根据权利要求4所述的脉冲雷达装置，其中所述脉宽缩短器件使脉宽缩短到上次发送出的波的脉宽的一半。
6.根据权利要求4或5所述的脉冲雷达装置，其中仅对于所述含物体距离库，所述脉宽缩短器件使波的脉宽缩短。
7.一种脉冲雷达装置，包括发送器件和接收器件：所述发送器件用于发送脉冲波，所述接收器件用于接收由所述发送器件发送出的所述波的反射波，所述脉冲雷达装置基于由所述发送器件发送出的波与由所述接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个，所述脉冲雷达装置包括：
含物体距离库检测器件，其用于从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算；以及
计算所需距离库限制器件，其用于当所述含物体距离库被所述含物体距离库检测器件检测到时，将计算所需距离库仅限制为所述含物体距离库、所述含物体距离库周围的距离库以及在所述检测范围的边缘的距离库，对于所述计算所需距离库，将从所述检测范围内的全部距离库中对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算。
8.根据权利要求7所述的脉冲雷达装置，其中在所述含物体距离库被所述含物体距离库检测器件检测到之前，所述计算所需距离库仅是在所述检测范围的边缘的距离库。
9.根据权利要求7或8所述的脉冲雷达装置，其中当所述含物体距离库被所述含物体距离库检测器件检测到时，所述含物体距离库检测器件仅相对于所述计算所需距离库来检测是否存在物体。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的脉冲雷达装置，其中当所述含物体距离库被所述含物体距离库检测器件检测到时，所述计算所需距离库限制器件根据所述相对速度来确定附加的计算所需距离库的数目。
11.根据权利要求10所述的脉冲雷达装置，其中当物体接近所述脉冲雷达装置时，将检测到的含物体距离库和数目取决于所述相对速度并且数目随着所述相对速度增加而增加的在所述检测到的含物体距离库的靠近所述脉冲雷达装置的一侧邻近所述检测到的含物体距离库的至少一个距离库设定为所述计算所需距离库，而当物体远离所述脉冲雷达装置移动时，将所述检测到的含物体距离库和数目取决于所述相对速度并且数目随着所述相对速度增加而增加的在所述检测到的含物体距离库的远离所述脉冲雷达装置的一侧邻近所述检测到的含物体距离库的至少一个距离库设定为计算所需距离库。
12.一种脉冲雷达装置，包括发送器件和接收器件：所述发送器件用于发送脉冲波，所述接收器件用于接收由所述发送器件发送出的所述波的反射波，所述脉冲雷达装置基于由所述发送器件发送出的波与由所述接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个，所述脉冲雷达装置包括：
含物体距离库检测器件，其用于从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的至少一个进行计算；以及
积分频率增加器件，其用于当所述含物体距离库被所述含物体距离库检测器件检测到时，增加对所述接收到的波进行积分的次数，以便对于所述含物体距离库计算相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个。
13.一种脉冲雷达装置，包括：
发送器件，其发送脉冲波；
接收器件，其接收由所述发送器件发送出的所述波的反射波；
计算器件，其基于由所述发送器件发送出的波与由所述接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个；以及
脉宽改变器件，其根据所需检测范围的位置来改变由所述发送器件发送出的波的脉宽，在所述所需检测范围中，需要对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算。
14.一种脉冲雷达装置，包括：
发送器件，其发送脉冲波；
接收器件，其接收由所述发送器件发送出的所述波的反射波；
计算器件，其基于由所述发送器件发送出的波与由所述接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个；
含物体距离库检测器件，其从由检测范围划分成的预定数目的距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算；以及
脉宽缩短器件，当所述含物体距离库被所述含物体距离库检测器件检测到时，对于所述含物体距离库，所述脉宽缩短器件使由所述发送器件发送出的波的脉宽缩短。
15.一种脉冲雷达装置，包括：
发送器件，其发送脉冲波；
接收器件，其接收由所述发送器件发送出的所述波的反射波；
计算器件，其基于由所述发送器件发送出的波与由所述接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个；
含物体距离库检测器件，其从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算；以及
计算所需距离库限制器件，当所述含物体距离库被所述含物体距离库检测器件检测到时，所述计算所需距离库限制器件将计算所需距离库仅限制为所述含物体距离库、所述含物体距离库周围的距离库以及在所述检测范围的边缘的距离库，对于所述计算所需距离库，将从所述检测范围内的全部距离库中对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算。
16.一种脉冲雷达装置，包括：
发送器件，其发送脉冲波；
接收器件，其接收由所述发送器件发送出的所述波的反射波；
计算器件，其基于由所述发送器件发送出的波与由所述接收器件接收到的波之间的关系来计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个；
含物体距离库检测器件，其从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算；以及
积分频率增加器件，当所述含物体距离库被所述含物体距离库检测器件检测到时，所述积分频率增加器件增加对所述接收到的波进行积分的次数，以便对于所述含物体距离库计算相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个。
17.一种用于计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个的方法，包括：
发送脉冲波；
接收被发送出的所述波的反射波；
基于所述发送出的波与接收到的波之间的关系来计算相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个；以及
根据所需检测范围的位置来改变所述发送出的波的脉宽，在所述所需检测范围中，需要对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算。
18.一种用于计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个的方法，包括：
发送脉冲波；
接收被发送出的所述波的反射波；
基于所述发送出的波与接收到的波之间的关系来计算相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个；
从由检测范围划分成的预定数目的距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算；以及
当所述含物体距离库被检测到时，对于所述含物体距离库，使所述脉冲波的脉宽缩短。
19.一种用于计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个的方法，包括：
发送脉冲波；
接收被发送出的所述波的反射波；
基于所述发送出的波与接收到的波之间的关系来计算相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个；
从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算；以及
当所述含物体距离库被检测到时，将计算所需距离库仅限制为所述含物体距离库、所述含物体距离库周围的距离库以及在所述检测范围的边缘的距离库，对于所述计算所需距离库，将从所述检测范围内的全部距离库中对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算。
20.一种用于计算相对于物体的相对距离和相对速度中的至少一个的方法，包括：
发送脉冲波；
接收被发送出的所述波的反射波；
基于所述发送出的波与接收到的波之间的关系来计算相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个；
从由检测范围划分成的多个距离库中检测存在物体的含物体距离库，在所述检测范围中，将对相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个进行计算；以及
当所述含物体距离库被检测到时，增加对所述接收到的波进行积分的次数，以便对于所述含物体距离库计算相对于所述物体的所述相对距离和所述相对速度中的所述至少一个。
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