CN103869304A - 雷达设备和信号处理方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种雷达设备，被配置为：提取峰值信号，所述峰值信号是根据发送信号和接收信号之间的差频来获得的；以及基于所提取的峰值信号来导出所述目标的信息。预测单元基于在前次获得的峰值信号来预测本次峰值信号。提取单元从在预定频率范围内存在的峰值信号中提取与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号。当在所述预定频率范围中不存在与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号时，所述提取单元扩展频率范围。

Description

雷达设备和信号处理方法
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2012年12月7日提交的日本专利申请No.2012-268064的优先权。
技术领域
本发明涉及用于导出目标的信号处理。
背景技术
在过去，安装在车辆上的雷达设备从发送天线发射发送波，并在接收天线处从对发射的发送波进行反射的目标接收反射波，从而导出相对于车辆(雷达车辆)的目标位置等。其详细处理如下。雷达设备的信号处理单元通过将与发送波(其频率随预定周期改变)相对应的发送信号和与反射波相对应的接收信号进行混频，来生成差拍(beat)信号。即，信号处理单元基于在每个升部分(其中，频率以预定周期上升)和降部分(其中，频率下降)中的发送信号和接收信号之间的差频(拍频)来生成差拍信号。
然后，信号处理单元通过针对差拍信号执行FFT(快速傅立叶变换)来生成与每个频率相关的信号(下文中，称为“转换信号”)。根据转换信号，信号处理单元提取超过预定信号电平的阈值的信号作为峰值信号。然后，信号处理单元通过基于预定条件将升部分的峰值信号和降部分的峰值信号进行配对来导出配对数据。
例如，信号处理单元基于过去导出的配对数据来预测本次配对数据(下文中，称为“预测配对数据”)，根据预测配对数据来导出预测本次峰值信号的峰值信号(下文中，称为“滞后峰值信号”)，并提取每个升和降部分中与滞后峰值信号相对应的本次峰值信号。然后，信号处理单元通过将相应部分的对应滞后峰值信号配对，从提取的滞后峰值信号的频率和角度信息中导出配对数据。
然后信号处理单元基于配对数据，导出从车辆到目标的距离(下文中称为纵向距离)或在与车辆的行进方向基本正交的方向上目标相对于车辆的距离(下文中，称为横向距离)。此外，信号处理单元导出目标相对于车辆的相对速度和角度。然后，雷达设备向车辆控制设备输出所决定的目标的与位置、相对速度等相关的信息。车辆控制设备根据目标的信息来执行所需的车辆控制。同时，例如专利文献1公开了与本发明相关的技术。
专利文献1：日本专利申请公开No.2009-092429A
然而，当多个目标存在于车辆的周围且接收天线同时从多个目标接收到反射波时，在FFT处理之后多个峰值信号出现在升和降部分中的频率轴上。此外，不仅与目标相对应的峰值信号，而且由于噪声产生的信号也各自表现为峰值信号。
具体地，与在距离车辆相同距离上存在的多个目标相对应的峰值信号出现在相同频率上。因此，当导出角度信息以分离峰值信号时，当来自路边对象(例如，隔音墙)的反射波的接收信号电平高于来自前车的反射波的接收信号电平时，前车的角度频谱隐藏在路边对象的角度频谱中，使得不能提取前车的角度频谱。在该情况下，由于未检测到前车，将原本存在的前车视为不存在，使得车辆控制设备可能执行错误的车辆控制。
发明内容
因此，本发明的目的是在不可能正确提取与滞后峰值相对应的本次角度峰值时提供用于避免执行错误车辆控制的技术。
(1)根据本发明的实施例的方案，提供了一种雷达设备，被配置为提取第一时段和第二时段中的峰值信号，所述峰值信号是根据发送信号和接收信号之间的差频来获得的，所述发送信号的频率以预定周期改变，所述接收信号是通过接收来自反射与所述发送信号相对应的发送波的目标的反射波来获得的，在所述第一时段中，所述发送信号的频率上升，以及在所述第二时段中，所述频率下降；以及被配置为：基于所提取的峰值信号来导出所述目标的信息，所述雷达设备包括：预测单元，被配置为基于在前次获得的峰值信号来预测本次峰值信号；以及提取单元，被配置为从在预定频率范围内存在的峰值信号中提取与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号，其中，当在所述预定频率范围中不存在与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号时，所述提取单元扩展频率范围。
(2)根据(1)所述的雷达设备，还包括：导出单元，被配置为基于所述峰值信号来导出相对于所述目标的角度，其中，当不存在具有与根据预测的峰值信号导出的角度相对应的角度的峰值信号时，所述提取单元扩展频率范围。
(3)根据(2)所述的雷达设备，其中，当不存在具有与根据预测的峰值信号导出的角度的差异是预定值或更小值的角度的峰值信号时，所述提取单元扩展频率范围。
(4)根据(2)或(3)所述的雷达设备，其中，所述预测单元针对所述第一和第二时段的相应峰值信号来预测本次峰值信号，以及其中，当不存在具有与根据针对所述第一和第二时段的相应峰值信号中的至少一个的预测峰值信号导出的角度的差值是预定值或更小值的角度的峰值信号时，所述提取单元扩展不存在峰值信号的时段的频率范围。
(5)根据(3)或(4)所述的雷达设备，其中，当所述提取单元扩展频率范围时，所述提取单元减小所述预定值。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的雷达设备，其中，所述预定频率范围是以预测的峰值信号的频率为中心的范围。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的雷达设备，还包括：导出单元，被配置为基于所提取的峰值信号来导出所述目标的信息，其中，当只有根据在所述第一和第二时段之一中提取的峰值信号导出的角度是与根据预测的峰值信号导出的角度相对应的角度时，所述导出单元基于在所述第一和第二时段中提取的相应峰值信号的频率以及对应角度来导出所述目标的信息。
(8)根据本发明的实施例的另一方案，提供了一种信号处理方法：提取第一时段和第二时段中的峰值信号，所述峰值信号是根据发送信号和接收信号之间的差频来获得的，所述发送信号的频率以预定周期改变，所述接收信号是通过接收来自反射与所述发送信号相对应的发送波的目标的反射波来获得的，在所述第一时段中，所述发送信号的频率上升，以及在所述第二时段中，所述频率下降；以及基于所提取的峰值信号来导出所述目标的信息，所述信号处理方法包括：(a)基于前次获得的峰值信号来预测本次峰值信号；以及(b)从在预定频率范围内存在的峰值信号中提取与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号，其中，当在所述预定频率范围中不存在与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号时，在扩展频率范围的情况下执行步骤(b)。
根据(1)至(8)中定义的方案，当与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号不存在于预定频率范围中时，扩展频率范围。因此，即使当与预测峰值信号相对应的本次峰值信号偏离预定范围时，也可以提取峰值信号。
此外，具体地，根据(2)中定义的方案，当不能根据峰值信号来导出角度时，扩展要提取的峰值信号的频率范围。从而，可以根据进一步提取的峰值信号来导出角度。
此外，具体地，根据(3)中定义的方案，当不能根据峰值信号导出角度时或当导出的角度偏离时，扩展要提取的峰值信号的频率范围。从而，可以根据进一步提取的峰值信号来导出角度。
此外，具体地，根据(4)中定义的方案，当根据第一和第二时段中至少一个的峰值信号导出的角度偏离时，可以根据对应时段的进一步提取的峰值信号来导出角度。
此外，具体地，根据(5)中定义的方案，当扩展提取峰值信号所在的频率范围时，可能提取出除所需峰值信号之外的噪声等。然而，让角度的预定值小，从而可以减少该可能性。
此外，具体地，根据(6)中定义的方案，由于频率范围让预测峰值信号的频率作为范围中心，可以高效地提取与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号。
此外，具体地，根据(7)中定义的方案，即使在第一和第二时段的任意一个中提取的峰值信号的角度不是与预测峰值信号相对应的角度，当提取峰值信号的频率时，使用该频率导出目标的信息。由此，可以导出具有比使用预测峰值信号的频率的情况高的精度的信息。此外，当在任意一个时段中提取的峰值信号的角度对应于预测峰值信号的角度时，仅基于角度来导出目标的信息。由此，可以例如导出具有比使用预测峰值信号的角度的情况高的精度的信息。
附图说明
在附图中：
图1是车辆的整体视图；
图2是车辆控制系统的框图；
图3是示出了FW-CW方法的信号的视图；
图4是示出了目标信息导出处理的流程图；
图5是示出了目标信息导出处理的流程图；
图6是示出了目标信息导出处理的流程图；
图7是示出了配对处理的流程图；
图8是示出了滞后配对处理的流程图；
图9是示出了第一正常滞后峰值确定处理的流程图；
图10A和10B示出了滞后峰值信号；
图11A和11B示出了角度频谱；
图12A和12B示出了角度频谱；
图13是示出了第二正常滞后峰值确定处理的流程图；
图14A示出了滞后峰值信号且图14B示出了角度频谱；以及
图15是示出了导出距离、相对速度等的处理的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图来描述本发明的示意实施例。
<1.第一示意实施例>
<1-1.配置>
图1是车辆CR的整体视图。车辆CR主要具有雷达设备1和车辆控制设备2，雷达设备1和车辆控制设备2被包括在本示意实施例的车辆控制系统10中。车辆CR在车辆的前保险杠附近具有雷达设备1。雷达设备1一次扫描预定扫描范围，从而导出车辆CR与目标之间沿车辆行进方向的距离，即直到来自目标的反射波到达雷达设备1的接收天线处的距离(下文中，称为“纵向距离”)。此外，雷达设备1导出在车辆CR与目标之间沿车辆横向(车辆宽度方向)的距离，即，目标相对于车辆CR沿与实质上沿车辆CR的行进方向延伸的参考轴BL基本垂直的方向的距离(下文中，称为“横向距离”)。同时，通过针对与目标相对于车辆CR的角度相关的信息来执行三角函数计算，导出横向距离。这样，雷达设备1导出目标相对于车辆CR的位置信息。此外，雷达设备1导出相对速度，作为相对于车辆CR速度的目标速度。
同时，图1示出了从雷达设备1的两个发送天线(图2所示的发送天线13a和发送天线13b)发送的发送波的波束图案，其将在稍后描述。当参考轴BL为±0°时，从发送天线13a输出的发送波的波束图案NA具有比从发送天线13b输出的发送波的波束图案BA更窄的角度范围(例如±6°)，并以具有长纵向距离的尖锐的波束图案的形状输出。纵向距离长的原因在于输出发送波的输出电平相对较高。
相反，从发送天线13b输出的发送波的波束图案BA具有比从发送天线13a输出的发送波的波束图案NA更宽的角度范围(例如±10°)，并以具有短纵向距离的宽的波束图案的形状输出。纵向距离短的原因在于输出发送波的输出电平相对较低。在从发送天线13a输出发送波的发送时段和从发送天线13b输出的发送波的发送时段中的每一个中，输出不同波形图案的发送波，使得可以防止由于目标的相位折返(fold-back)导致的角度导出的差错。导出目标角度的处理以后描述。
此外，图1的雷达设备安装在车辆的前保险杠附近。然而，雷达设备可以安装在另一部分，例如在车辆CR的后保险杠附近和在车辆CR的外后视镜附近，而不限于前保险杠附近，因此可以根据在对应安装位置处的车辆控制设备2的车辆CR的控制对象来导出目标。
此外，车辆CR具有车辆CR中的车辆控制设备2。车辆控制设备2是控制车辆CR的相应设备的ECU(电子控制单元)。
图2是车辆控制系统10的框图。车辆控制系统10被配置为使得雷达设备1和车辆控制设备2电连接，并且将通常从雷达设备1导出的关于位置和相对速度的目标信息输出至车辆控制设备2。即，雷达设备1将目标信息输出至车辆控制设备2，目标信息是关于目标相对于车辆CR的纵向距离、横向距离和相对速度的信息。然后，车辆控制设备2基于目标信息控制车辆CR的各个设备的操作。此外，车辆控制设备2电连接至提供给车辆CR的各个传感器，如车辆速度传感器40和转向传感器41。此外，车辆控制设备2电连接至提供给车辆CR的各个设备，如刹车50和油门51。
雷达设备1主要具有信号生成单元11、振荡器12、发送天线13、接收天线14、混频器15、LPF(低通滤波器)16、AD(模数)转换器17和信号处理单元18。
信号生成单元11基于发送控制单元107(以后描述)的控制信号来产生调制信号，调制信号的电压以三角波形状改变。
振荡器12是压控振荡器，随电压控制振荡频率，基于从信号生成单元11产生的调制信号对预定频率信号(例如76.5GHz)进行频率调制，并将其输出至发送天线13作为发送信号，其频带的中心频率为76.5GHz。
发送天线13向车辆外输出与发送信号相关的发送波。在本示意实施例中，雷达设备1具有两个发送天线：发送天线13a和发送天线13b。通过切换单元131的切换操作，以预定时段来切换发送天线13a、13b，从连接至振荡器12的发送天线13向车辆外连续输出发送波。发送天线13a和发送天线13b具有不同的天线设备配置(天线图)。从而，如图1所示，从发送天线13a、13b发送的发送波的波束图案不同。
切换单元131是用于切换连接到振荡器12的发送天线13的开关，并响应于发送控制单元107的信号将发送天线13a和发送天线13b中的任一个和振荡器12彼此连接。
接收天线14是多个阵列天线，接收来自对象的反射波，其中从发送天线13连续发送的发送波在目标处反射。在本示意实施例中，提供了4个接收天线14a(ch1)，14b(ch2)，14c(ch3)和14d(ch4)。同时，每个接收天线14a至14d以等间隔布置。
针对每个接收天线提供混频器。混频器15将接收信号和发送信号混频。接收信号和发送信号混频，使得产生差拍信号(接收信号与发送信号之间的差值信号)然后输出至LPF16。
这里，参照图3所示的FW-CW(调频连续波)信号处理方法来描述产生差拍信号的接收信号和发送信号。同时，在本示意实施例中，以下描述FW-CW方法。然而，本发明不限于FW-CW方法，可以采用任何方法，因为该方法通过将多个部分(包括发送信号的频率上升的升部分和发送信号的频率下降的降部分)组合来导出目标。
此外，等式和图3中针对FW-CW的信号的拍频(beat frequency)的符号如下：fr：距离频率；fd：速度频率；fo：发送波的中心频率；ΔF：频移宽度；fm：调制波的重复频率；c：光速(电波速度)；T：车辆CR与目标之间的电波的往返时间；fs：发送/接收频率；R：纵向距离；V：相对速度；θm：目标角度；θup：与升部分中的峰值信号相对应的角度；θdn：与降部分中的峰值信号相对应的角度。
图3是示出了FW-CW方法的信号的视图。在图3的上部，示出了FW-CW方法的发送信号TX和接收信号RX的信号波形，且垂直轴指示频率[GHz]，水平轴指示时间[msec]。发送信号TX具有中心频率fo(例如76.5GHz)，并重复在200MHz之间的恒定改变，使其上升至预定频率(例如76.6GHz)，然后下降至预定频率(例如76.4GHz)。如此，发送信号具有频率上升至预定频率的部分(以下也称为“升部分”，例如图3所示的部分U1，U2，U3，U4为升部分)和频率在已经上升至预定频率之后下降至预定频率的部分(以下也称为“降部分”，例如图3所示的部分D1，D2，D3，D4为降部分)。此外，当从发送天线13发送的发送波撞到对象然后在接收天线14处作为反射波接收时，通过接收天线14将接收信号RX输入至混频器15。与发送信号TX类似，接收信号RX也具有频率上升至预定频率的部分和频率下降至预定频率的部分。
同时，本示意实施例的雷达设备1向车辆外发送发送波，发送波与发送信号TX的两个周期相对应，其中发送信号TX的一个周期是一个升部分和一个降部分的组合。例如，在第一周期中(发送时刻t0至t1的升部分U1和发送时刻t1至t2的降部分D1)，从发送天线13a输出具有波束图案NA的发送波。在作为下一周期的第二周期中(发送时刻t2至t3的升部分U2和发送时刻t3至t4的降部分D2)，从发送天线13b输出具有波束图案BA的发送波。然后，信号处理单元18执行利用发送信号TX和接收信号RX来导出目标信息的信号处理(时刻t4至t5的信号处理部分)。此后，在第三周期中(发送时刻t5至t6的升部分U3和发送时刻t6至t7的降部分D3)中，从发送天线13a输出具有波束图案NA的发送波，在第四周期中(发送时刻t7至t8的升部分U4和发送时刻t8至t9的降部分D4)中，从发送天线13b输出具有波束图案BA的发送波，然后信号处理单元18执行导出目标信息的信号处理。之后，重复相同的处理。
同时，根据目标和车辆CR之间的距离，与发送信号TX相比，接收信号RX具有时延(时间T)。此外，当存在车辆CR的速度与目标的速度之间的速度差时，相对于发送信号TX，在接收信号RX中导致与多普勒频移相对应的差值。
在图3的中部，示出了作为发送信号TX和接收信号RX之间的差值的拍频，且垂直轴指示频率[kHz]且水平轴指示时间[msec]。例如，在部分U1中，导出拍频BF1；在部分D1中，导出拍频BF2。这样，在每个部分中导出拍频。
在图3的下部，示出了与拍频相对应的差拍信号，垂直轴指示幅度[V]，水平轴指示时间[msec]。在图3中，示出了与拍频相对应的模拟差拍信号BS。在LPF16(以后描述)中对差拍信号BS进行滤波，然后利用AD转换器17将其转换为数字数据。同时，图3示出了与从一个反射点接收的接收信号RX相对应的差拍信号BS。然而，当与发送信号TX相对应的发送波在多个反射点处反射并在接收天线14处接收作为多个反射波时，产生与反射波相对应的信号作为接收信号RX。在该情况下，指示发送信号TX与接收信号RX之间的差值的差拍信号BS是通过将多个接收信号RX和发送信号TX之间的相应差值组合而获得的信号。
在AD转换器17将差拍信号BS转换为数字数据之后，针对每个升和降部分，信号处理单元18对数字数据进行FFT处理，从而获取针对差拍信号BS的每个频率的具有信号电平值和相位信息的FFT数据。此外，针对接收天线14a到14d中的每一个获取FFT数据。
使用如上所述导出的多个FFT数据来导出目标相对于车辆CR的纵向距离、相对速度和横向距离。具体地，关于角度的导出，当执行诸如空间平均之类的计算方法时，将多个FFT数据用于计算，使得可以导出正确的角度信息。
通过等式(1)来导出目标相对于车辆CR的纵向距离，以及通过等式(2)来导出目标相对于车辆CR的相对速度。此外，通过等式(3)来导出目标相对于车辆CR的角度。根据通过等式(3)导出的角度以及目标的纵向距离信息，通过使用三角函数的计算来导出目标相对于车辆CR的横向距离。
[等式1]
R = ( f up + f dn ) &CenterDot; c 2 &times; ( 4 &times; &Delta;F &times; f m ) . . . ( 1 )
[等式2]
V = ( f up - f dn ) &CenterDot; c 2 &times; ( 4 &times; &Delta;F &times; f m ) . . . ( 2 )
[等式3]
&theta; m = &theta; up + &theta; dn 2 . . . ( 3 )
返回图2，LPF(低通滤波器)16是降低高于预定频率的频率分量而不降低低于预定频率的频率分量的滤波器。同时，如混频器15一样，可以针对每个接收天线提供LPF16。
AD转换器17以预定周期对差拍信号(其为模拟信号)进行采样，从而导出多个采样数据。然后，AD转换器对采样数据进行量化，从而将模拟数据的差拍信号转换为数字数据，从而将数字数据输出至信号处理单元18。同时，如混频器15一样，也为每个接收天线提供AD转换器17。
信号处理单元18是具有CPU181和存储器182的计算机，针对从AD转换器17输出的数字数据的差拍信号执行FFT处理，从而获取FFT数据，并从FFT数据的差拍信号中提取信号电平值超过预定阈值的信号作为峰值信号。信号处理单元18通过将升部分的峰值信号和降部分的峰值信号进行配对，来导出目标的目标信息。此外，信号处理单元18执行处理，确定所提取的峰值信号是否是与不实际存在的目标相对应的伪影峰值，且从雷达设备的输出对象中排除与伪影的峰值信号相对应的目标信息。
存储器182中存储CPU181执行的各种计算处理等等的执行程序。此外，存储器182中存储信号处理单元18导出的多个目标信息。例如，存储器中存储在过去处理和在本次处理中导出的目标信息(目标的纵向距离、横向距离、以及相对速度)。此外，存储器182中存储通过FFT处理获取的FFT数据182a。在FFT数据182a中，存储包括本次目标导出处理的FFT数据在内的过去目标导出处理的FFT数据。
发送控制单元107连接至信号处理单元18，并基于来自信号处理单元18的信号，向产生调制信号的信号生成单元11输出控制信号。此外，发送控制单元107基于来自信号处理单元18的信号向切换单元131输出控制信号，所述切换单元131连接了发送天线13a和发送天线13b中的任一个和振荡器12。
车辆控制设备2控制车辆CR的各个设备的操作。即，车辆控制设备2从各个传感器(如车速传感器40和转向传感器41)获取信息。车辆控制设备2操作各个设备，如刹车50和油门51，从而基于从各个传感器获取的信息和从雷达设备1的信号处理单元18获取的目标信息来控制车辆CR的行为。
车辆控制设备2执行的车辆控制的示例如下。车辆控制设备2执行使车辆CR能够跟随前车的控制，前车在车辆CR行进的本车道中在车辆CR前方行进。具体地，随着车辆CR行进，车辆控制设备2执行控制刹车50和油门51中的至少一个的ACC(自适应巡航控制)控制，从而使得车辆CR能够以在车辆CR与前车之间确保预定车间距离的状态跟随前车。
此外，车辆控制设备2执行的车辆控制的示例包括执行保护车辆CR中的乘客的控制，以备车辆CR与障碍物相撞。具体地，当存在车辆CR将与障碍物相撞的危险时，车辆控制设备执行使用警告设备(未示出)向车辆CR的用户显示警告或控制刹车50从而降低车辆CR的速度的PCS(碰撞前安全系统)控制。此外，车辆控制设备2执行利用车辆中的安全带将乘客紧固至座椅或固定头枕从而降低由于碰撞时的震动导致的对车辆CR的用户的伤害的PCS控制。
车速传感器40基于车辆CR的车轴转速，示出与车辆CR的速度相对应的信号。车辆控制设备2基于来自车辆速度传感器40的信号来获取当前车速。
转向传感器41检测由于车辆CR的驾驶员的操作导致的方向盘的转角，并将车辆CR的车体的角度信息发送至车辆控制设备2。
刹车50响应于车辆CR的驾驶员的操作来减低车辆CR的速度。此外，刹车50在车辆控制设备2的控制下减低车辆CR的速度。例如，刹车50减低车辆CR的速度，使得车辆CR和前车之间的距离保持恒定。
油门51响应于车辆CR的驾驶员的操作来加快车辆CR的速度。此外，油门51在车辆控制设备2的控制下加快车辆CR的速度。例如，油门51加快车辆CR的速度，使得车辆CR和前车之间的距离保持恒定。
<1-2.总体处理>
图4至6是信号处理单元18执行的目标信息导出处理的流程图。首先，信号处理单元18向发送控制单元107输出用于产生发送波的指令信号(步骤S101)。然后，从信号处理单元18将指令信号输入至的发送控制单元107控制信号生成单元11，产生与发送信号TX相对应的发送波。所产生的发送波输出至车辆外。
然后，接收天线14接收来自反射发送波的目标的反射波，混频器15对与反射波相对应的接收信号RX和发送信号TX进行混频，从而产生作为发送信号和接收信号的差值信号的差拍信号。然后，差拍信号BS(为模拟信号)由LPF16滤波，由AD转换器17转换为数字数据，然后输入至信号处理单元18。
信号处理单元18针对数字数据的差拍信号执行FFT处理(步骤S102)，并获取具有与每个频率相关的差拍信号的信号电平值的FFT数据。
然后，信号处理单元18从FFT数据的差拍信号中提取信号电平值超过预定阈值的差拍信号作为峰值信号(步骤S103)。同时，在该处理中，提取与发送时段的两个周期相对应的升部分和降部分的所有部分的峰值信号，并决定峰值信号的数目。
然后，信号处理单元18执行滞后峰值提取处理，提取与在过去目标导出处理中根据在峰值提取处理中提取的峰值信号所导出的目标具有时间连续性的峰值信号(步骤S104)。
然后，根据从车速传感器40输出的车辆CR的速度信息，信号处理单元18执行提取每个部分的峰值信号的处理，作为与静止对象相对应的峰值信号，其中升部分的峰值信号与降部分的峰值信号之间的频率差对应于速度(步骤S105)。这里，静止目标是指与车辆CR速度具有基本相同的相对速度的目标。以特定速度移动并具有与车辆CR速度不同的相对速度的目标下文中被称为移动对象。
同时，执行滞后峰值提取(步骤S104)和静止对象峰值提取(步骤S105)的原因在于信号处理单元18要选择与目标相对应的应当优选输出至车辆控制设备2的峰值信号。例如，与在前次处理中导出的目标具有时间连续性的本次处理的目标的峰值信号可以具有高优先级，因为与在前次处理中未导出的新导出的目标相比，目标实际存在的概率较高；还可以具有高优先级，因为与对应于静止对象的峰值信号相比，对应于移动对象的峰值信号具有移动对象将与车辆CR相撞的高可能性。
在升和降部分中的每个部分中，信号处理单元18基于峰值信号执行方位角计算(步骤S106)。具体地，信号处理单元18利用预定方位角计算算法来导出目标的方位角(角度)。例如，方位角计算算法是ESPRIT(经由旋转不变技术的信号参数估计)，根据在相应接收天线14a至14d处接收的接收信号的相位信息来计算相关矩阵的特征值、特征向量等等，并导出与升部分的峰值信号相对应的角度θup和与降部分的峰值信号相对应的角度θdn。当升和降部分的相应峰值信号配对时，利用等式(3)导出目标的角度。此外，一个峰值信号的频率信息对应于与目标的距离和相对速度相关的信息。然而，一个峰值信号的频率可以包括多个目标信息。例如，关于目标相对于车辆CR的位置信息，相同频率的峰值信号中可能包括距离相同而角度不同的多个目标信息。在这种情况下，以不同角度到来的多个反射波的相位信息分别变为不同的相位信息。因此，信号处理单元18基于相应反射波的相位信息，针对一个峰值信号导出存在于不同角度的多个目标信息。
这里，当执行方位角计算时，根据目标的角度，相位可以360°旋转，使得可以导出与目标所在的原始角度不同的角度的信息。具体地，例如，当在接收天线处接收的来自目标的反射波的相位信息为420°时，即使实际目标存在于波束图案BA的区域中，而不在图1所示的波束图案NA中，也可能确定实际目标相位信息为60°(420°-360°)(由于相位折返)，可能导出目标存在于波束图案NA中未包括在波束图案BA中区域中的错误角度信息。因此，从发送天线13a、13b输出两个波束图案的发送波，使得导出目标的正确角度。
具体地，基于关于相应波束图案的发送波的反射波，导出角度如下。当反射波的相位信息为60°时，对与从发送天线13a输出的发送波的反射波和从发送天线13b输出的发送波的反射波相对应的角度谱的信号电平值进行比较。当与从发送天线13a输出的发送波的反射波相对应的角度谱的信号电平值较大时，导出与波束图案NA的区域(除了波束图案BA的区域)中的60°的相位信息相对应的角度作为目标角度。此外，当与从发送天线13b输出的发送波的反射波相对应的角度谱的信号电平值较大时，导出与波束图案BA的区域(除了波束图案NA的区域)中的420°的相位信息相对应的角度作为目标角度。这样，对于发送信号TX的两个时段的发送波，每个时段输出不同波束图案的发送波，使得可以防止由于在方位角计算时的相位折返而导出目标的错误角度信息。
然后，信号处理单元18执行对升和降部分的峰值信号进行配对的配对处理(步骤S107)。对于在滞后峰值提取处理(步骤S104)中从步骤103的处理中导出的所有峰值信号中提取的滞后峰值信号，在升部分的滞后峰值信号和降部分的滞后峰值信号之间执行配对处理。此外，对于在静止对象峰值提取处理(步骤S105)中提取的静止对象峰值信号，在升部分的静止对象峰值信号和降部分的静止对象峰值信号之间执行配对处理。此外，对于在峰值提取处理中提取的所有峰值信号中除了滞后峰值信号和静止对象峰值信号之外的其他峰值信号，在升部分的其他峰值信号和降部分的其他峰值信号之间执行配对处理。
同时，通过使用例如Mahalanobis距离的计算，执行升部分的峰值信号和降部分的峰值信号之间的配对处理。具体地，获取在雷达设备1安装在车辆CR之前，在升部分的峰值信号和降部分的峰值信号之间的实验性配对期间，在正确组合中配对的多个正常配对数据和在不正确组合中配对的错配数据。然后，根据多个正常配对数据中的升部分的峰值信号和降部分的峰值信号之间的“信号电平值的差值”、“角度值的差值”和“角度谱的信号电平值的差值”的3个参数值，针对多个正常配对数据的3个参数中的每一个导出平均值，然后预先存储在存储器182中。
在雷达设备1安装在车辆CR上之后，当信号处理单元18导出目标信息时，其使用在本次处理中获取的FFT数据的峰值信号的升部分的峰值信号和降部分的峰值信号的所有组合的3个参数值和针对多个正常配对数据的3个参数中的每一个的平均值，利用等式(4)来导出Mahalanobis距离。信号处理单元18导出具有最小Mahalanobis距离的本次处理的配对数据，作为正常配对数据。这里，Mahalanobis距离是通过多变量向量x＝(x1，x2，x3)来表达一个组的距离，其中，平均值μ中，平均值的距离，x3)常配T，协方差矩阵是∑，并且是利用等式(4)导出的。同时，μ导出的。同和μ导指示正常配对数据的3个参数值，x1，x2和x3指示本次处理的配对数据的3个参数值。
[等式4]
D M ( x ) = ( x - &mu; ) T &Sigma; - 1 ( x - &mu; ) . . . ( 4 )
然后，信号处理单元18基于正常配对数据的纵向距离、相对距离和角度，使用在配对处理和等式(1)至(3)中的正常配对数据的参数值，导出横向距离。同时，稍后将描述使用滞后峰值信号的详细配对处理。
然后，信号处理单元18执行连续性确定处理，确定在本次目标导出处理中配对的本次配对数据和在前次处理中配对的前次配对数据之间是否存在时间连续关系(步骤S108)。这里，在两个配对数据之间存在时间连续关系(存在连续性)的情况是生成通过基于前次配对数据来预测本次配对数据所获得的预测配对数据且在本次配对数据和预测配对数据中包括的纵向距离、横向距离和相对速度的差值在预定值内的情况。在该情况下，确定本次处理中导出的目标和过去处理中导出的目标是相同目标。同时，当多个本次配对数据在预定值内时，信号处理单元18确定具有在预测配对数据和本次配对数据之间的最小差值的本次配对数据与前次处理的目标信息具有时间连续关系。
此外，当本次配对数据和预测配对数据中包括的纵向距离、横向距离和相对速度的差值不在预定值内时，信号处理单元18确定本次配对数据和前次目标信息之间不存在时间连续关系(不存在连续性)。被确定没有连续性的配对数据变为在本次目标导出处理中首次导出的目标(以下称为“新配对数据”)。同时，在以后将描述的滤波处理等中，由于新配对数据不具有预测配对数据，新配对数据的距离、相对速度、角度和信号电平值变为与本次目标导出处理的一个目标的距离、相对速度、角度和信号电平值相关的信息。此外，当在连续性确定中确定连续性连续存在预定次数时(即，当确定为相同目标时)，信号处理单元18还执行将检测到的目标决定为真实目标的处理。
然后，信号处理单元18根据车辆CR的速度和配对数据的相对速度的信息，导出与移动对象相对应的配对数据(步骤S109)。通过该处理，可以导出应当优先处理的配对数据。
当本次配对数据和预测配对数据之间存在时间连续关系时，信号处理单元18对本次配对数据和预测配对数据中包括的纵向距离、相对速度、横向距离和信号电平值执行滤波(S110)，并导出已滤波的配对数据(下文中，称为“过去对应配对数据”)，作为本次处理的目标信息。
例如，当本次配对数据和预测配对数据之间存在时间连续关系时，信号处理单元18对关于横向距离的预测配对数据的横向距离执行值0.75的加权，以及对本次配对数据的横向距离执行值0.25的加权，并导出两个值之和，作为本次目标导出处理的过去对应配对数据的横向距离。同时，还对纵向距离、相对速度以及信号电平值执行滤波处理。
然后，信号处理单元18执行上下(up-down)对象处理，导出对于车辆CR的控制不必要的静止对象(步骤S111)。具体地，信号处理单元导出在车辆CR的车辆高度方向上位置高于预定高度(例如高于车辆CR的车辆高度)的静止对象(例如在公路上设置的悬臂型或门型的路标)。此外，信号处理单元导出位置低于车辆CR的车辆高度的静止对象(例如在道路的中央隔离带或转弯处设置的附有反光片的路钉)。在无需物移除处理(以后描述)中，移除上述导出的静止对象的目标信息，且不将其从雷达设备1输出至车辆控制设备2作为目标信息。
在接着本次处理执行的处理(“下次处理”)中，信号处理单元18导出在滞后峰值提取处理(步骤S104)中使用的下次目标数据的预测值(预测纵向距离、预测相对速度、预测横向距离等等)。具体地，信号处理单元导出20在执行车辆控制时具有高优先级的目标信息，计算相应升和降部分的峰值信号的预测值，并在下次处理的滞后峰值导出处理中使用预测值。关于优先级，在执行ACC控制时，具有横向位置等于车辆CR正在行进的本车道并具有与车辆CR的相对短的纵向距离的目标具有高优先级，具有横向位置等于相邻车道并具有与车辆CR的相对长的纵向距离的目标具有低优先级。此外，在执行PCS控制时，具有相对短的碰撞时间(“TTC”)的目标具有高优先级，具有相对长TTC的目标具有低优先级。
然后，信号处理单元18根据与本车道(车辆CR正在其中行进)的曲率半径相关的信息和与目标的纵向距离和横向距离相关的信息来导出与曲率半径相对应的目标的横向距离。具体地，信号处理单元18导出目标相对于参考轴BL的横向距离(相对横向距离)，参考轴BL实质上根据在车辆CR的驾驶员操作车辆CR的方向盘(未示出)时来自转向传感器41的输入的方向盘的旋转角度的信息来改变线性或曲线形状，并基于目标相对于车辆CR的相对横向距离和纵向距离，信号处理单元18根据预先存储在存储器182中的具有相对横向距离和纵向距离的二维地图数据来导出目标存在于本车道的概率作为参数。
然后，信号处理单元18执行针对在过去处理中导出的目标信息来移除无需输出至车辆控制设备2的目标的处理(步骤S114)。例如，信号处理单元18移除在步骤S111的上下对象处理中导出的目标信息、与实际上不存在而由于与存在于预定距离或更远的实际目标相对应的峰值信号与雷达设备1的电源设备的DC-DC转换器的切换噪声之间的干扰(互调)而导致的目标相对应的伪影峰值的目标信息。
随后，信号处理单元18执行将多个目标信息组合为与一个对象相对应的目标信息的处理(步骤S115)。例如，当从雷达设备1的发送天线13发射发送波并在前车上反射时，在接收天线14处接收多个反射波。即，来自相同对象的多个反射点的反射波到达接收天线14。因此，信号处理单元18基于相应反射波导出具有不同位置信息的多个目标。然而，由于多个目标信息原先是一个车辆的目标信息，信号处理单元将相应目标信息组合为一个，并将组合的目标信息视为相同对象的目标信息。因此，当多个目标信息的相应相对速度基本相同以及相应目标信息的纵向距离和横向距离在预定范围内时，信号处理单元18将多个目标信息视为相同对象的目标信息，并执行将多个目标信息组合为与一个目标相对应的目标信息的组合处理。
然后，信号处理单元18将关于从在步骤S115组合处理的目标信息对车辆控制设备2的输出具有高优先级的目标信息输出至车辆控制设备2(步骤S116)。
<1-3.配对处理>
下面，参考图7至15来描述本示意实施例的详细配对处理(步骤S107)。图7是示出了配对处理的流程图。本示意实施例的配对处理是将在峰值提取处理(步骤S103)中提取的升和降部分的峰值信号进行配对并基于配对数据导出与距离、相对速度等相关的目标信息的处理。下面，具体描述该处理。
首先，信号处理单元18执行滞后配对处理(步骤S117)。滞后配对处理是针对在峰值提取处理中提取的峰值信号的滞后峰值(其是在滞后峰值提取处理(步骤S104)中提取的)执行的配对处理。此外，滞后配对处理是基于在前次处理中导出的配对数据(前次配对数据)来导出预测本次配对数据的预测配对数据并通过使用预测配对数据来导出实际本次配对数据的处理。
具体地，信号处理单元18通过执行与对峰值信号进行配对从而导出配对数据的处理相反的处理，来导出前次配对数据的相应峰值信号(前次峰值信号)。然后，信号处理单元18根据前次峰值信号导出预测本次峰值信号的预测峰值信号，并将预测峰值信号和滞后峰值信号进行比较，以由此提取与预测峰值信号相对应的滞后峰值信号。
即，信号处理单元18根据前次配对数据来导出升和降部分的峰值信号(前次升峰值信号和前次降峰值信号)。然后，信号处理单元根据前次升峰值信号导出预测本次升部分的峰值信号的预测升峰值信号，以及根据前次降峰值信号导出预测本次降部分的峰值信号的预测降峰值信号。
然后，信号处理单元18比较预测升峰值信号和升部分的滞后峰值信号，从而提取与预测升峰值信号相对应的滞后峰值信号(下文中，称为“滞后升峰值信号”)。此外，信号处理单元18比较预测降峰值信号和降部分的滞后峰值信号，以从而提取与预测降峰值信号相对应的滞后峰值信号(下文中，称为“滞后降峰值信号”)。然后，信号处理单元通过对滞后升峰值信号和滞后降峰值信号进行滤波，来导出本次配对数据(下文中，称为“滞后配对数据”)。
这里，参考图8来具体描述滞后配对处理。图8是示出了滞后配对处理的流程图。首先，信号处理单元18执行了第一正常滞后峰值确定处理(步骤S121)。第一正常滞后峰值确定处理是从预定频率范围中包括的滞后峰值信号中与预测升峰值信号和预测降峰值信号相对应的滞后峰值信号加以提取的处理。
将参考图9来具体描述第一正常滞后峰值确定处理。信号处理单元18从在前次扫描中导出的所有配对数据中提取滞后标志被设置为开启的配对数据(步骤S127)。滞后标志是指示是否执行配对处理的标志。在本示意实施例中，当滞后标志是开启时，执行配对处理。然后，信号处理单元18从滞后标志被设置为开启的配对数据中提取其优先本车道前车状态标志被设置为开启的配对数据(步骤S128)。优先本车道前车状态标志是：针对与本车辆相同车道上行进的前车中处于与本车辆最接近位置的前车，设置为开启的标志。
然后信号处理单元18根据在步骤S127和S128中提取的前次配对数据来导出预测峰值信号。具体地，信号处理单元18通过执行与将升和降部分的相应峰值信号配对以从而导出配对数据的处理的相反处理，将前次配对数据分离为升和降部分的相应峰值信号。然后，信号处理单元18通过使用相应峰值信号的频率和角度信息，导出预测升峰值信号和预测降峰值信号。
然后，信号处理单元18从在以每个升和降部分中预测峰值信号的频率为中心的预定频率范围内的滞后峰值信号中提取与预测峰值信号相对应的滞后峰值信号(步骤S130)。具体地，信号处理单元18首先从在以预测升峰值信号的频率为中心的6BIN(分别3BIN在低频侧且3BIN在高频侧)的范围中存在的滞后峰值信号中提取与预测升峰值信号相对应的滞后升峰值信号。此外，信号处理单元18从在以预测降峰值信号的频率为中心的6BIN的范围中存在的滞后峰值信号中提取与预测降峰值信号相对应的滞后降峰值信号。同时，1BIN约为468Hz。
然后，信号处理单元18提取以下滞后峰值信号：根据所提取的滞后峰值信号导出的角度和根据预测峰值信号导出的角度(预测角度)之间的差值是4°或更小(步骤S131)。具体地，信号处理单元18通过与方位角计算相同的处理，根据提取的滞后升峰值信号来导出角度。然后，信号处理单元18比较导出的角度和根据预测升峰值信号导出的预测角度，并提取角度的差值是4°或更小的滞后升峰值信号(下文中，称为“正常滞后升峰值信号”)。此外，对于滞后降峰值信号，信号处理单元18比较根据滞后降峰值信号导出的角度和根据预测降峰值信号导出的角度，并提取角度的差值是4°或更小的滞后降峰值信号(下文中，称为“正常滞后降峰值信号”)。
参考图10A、10B、11A和11B来描述步骤S130和S131的处理。图10A和10B示出了滞后峰值信号，其中，图10A示出了升部分的滞后峰值信号且图10B示出了降部分的滞后峰值信号。信号处理单元18在以预测升峰值信号的频率feup为中心在高频侧和低频侧各3BIN的范围内搜索与预测升峰值信号相对应的滞后峰值信号。对于图10A所示的情况，存在对应的滞后峰值信号fup，且信号处理单元18提取滞后峰值信号作为滞后升峰值信号fup。类似地，信号处理单元18在以预测降峰值信号的频率fedn为中心在高频侧和低频侧各3BIN的范围内搜索与预测降峰值信号相对应的滞后峰值信号。对于图10B所示的情况，存在对应的滞后峰值信号fdn，且信号处理单元18提取滞后峰值信号作为滞后降峰值信号。
然后，信号处理单元18通过方位角计算，根据提取的滞后升峰值信号fup来导出角度θup。图11A示出了根据滞后升峰值信号fup导出的角度频谱。信号处理单元18确定角度θup是否在根据预测升峰值信号导出的预测角度θeup的4°之内。当角度θup在预测角度θeup的4°之内时，滞后升峰值信号fup变为正常滞后升峰值信号。
类似地，信号处理单元18通过方位角计算，根据提取的滞后降峰值信号fdn来导出角度θdn。图11B示出了根据滞后降峰值信号fdn导出的角度频谱。信号处理单元18确定角度θdn是否在根据预测降峰值信号导出的预测角度θedn的4°之内。当角度θdn在预测角度θedn的4°之内时，滞后降峰值信号fdn变为正常滞后降峰值信号。
同时，当根据滞后升峰值信号fup导出的多个角度θup在4°之内时，将最接近预测角度θup的角度θup用作正常滞后升峰值信号的角度。滞后降峰值fdn也是相同的。
返回图9，信号处理单元18执行正常滞后峰值确定处理(步骤S132)。正常滞后峰值确定处理是确定正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号是否都存在的处理。具体地，当存在满足步骤S130和S131的条件的正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号时，信号处理单元18确定正常滞后峰值信号存在。同时，正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号是变为稍后将描述的滞后配对数据的组合。与此相比，当正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号中任一个或两个不存在时，信号处理单元确定不存在正常滞后峰值信号。
这里，参考图12A和12B来描述正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号中任一个不存在的情况。图12A和12B示出了根据与图11A和11B相同方式导出的正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号导出的角度频谱。在图12A和12B的示例中，根据滞后升峰值信号fup导出的角度θup在预测角度θeup的4°之内，且提取的滞后升峰值信号fup是正常滞后升峰值信号。
相反，关于根据滞后降峰值信号导出的角度频谱，应当原本存在的角度θdn不表现为峰值信号，因此不能被检测到。因此，滞后降峰值信号不满足步骤S131的条件。其主要原因例如如下：来自与前车相同距离上存在的路侧对象等的反射波的强度很强，且在路测对象等的角度峰值中包括前车的角度峰值，使得前车的角度峰值不表现为峰值。在该情况下，信号处理单元18确定滞后降峰值信号不是正常滞后降峰值信号，且正常滞后峰值信号不存在。
返回图8，当作为第一正常滞后峰值确定的结果确定正常滞后峰值信号存在时(步骤S122中的是)，信号处理单元18执行滞后配对数据导出处理(步骤S126)。在该情况下，信号处理单元通过将提取的正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号配对来导出滞后配对数据。另一方面，当确定正常滞后峰值信号不存在时(步骤S122中的否)，信号处理单元18执行第二正常滞后峰值确定处理(步骤S123)。
第二正常滞后峰值确定处理是从与第一正常滞后峰值确定处理不同的频率范围中包括的滞后峰值信号中提取与预测升峰值信号和预测降峰值信号相对应的滞后峰值信号的处理。如上所述，即使峰值不表现在其原本应当存在的角度上时，要作为目标的角度峰值可以表现在另一频率的滞后峰值信号中。因此，在本示意实施例中，在扩展要搜索的频率范围的情况下，执行与第一正常滞后峰值确定处理相同的处理。
参考图13来具体描述第二正常滞后峰值确定处理。信号处理单元18从在前次扫描中导出的所有配对数据中提取滞后标志被设置为开启的配对数据(步骤S133)。然后，信号处理单元18从滞后标志被设置为开启的配对数据中提取其优先本车道前车状态标志被设置为开启的配对数据(步骤S134)。步骤S133和S134与步骤S127和S128相同。
然后信号处理单元18根据提取的前次配对数据来导出与本车辆的距离，并确定该距离是否满足以下条件之一：(1)距离是50m以下；(2)距离长于50m且在80m以下；以及(3)距离长于80m且在100m以下(步骤S135)。然后，信号处理单元18根据比第一正常滞后峰值确定处理的频率范围更宽的频率范围中的距离，来执行对滞后峰值信号的提取处理。
同时，在第一正常滞后峰值确定处理中不能提取正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号的部分中执行第二正常滞后峰值确定处理。下面，示例说明了可以在升部分中提取正常滞后升峰值信号但是不能在降部分中提取正常滞后降峰值信号的情况。然而，本发明不限于此，且可以在升部分和降部分中都执行第二正常滞后峰值确定处理。
具体地，当距离是50m以下时(条件(1))，信号处理单元18从在以通过上述方法导出的预测降峰值信号的频率为中心10BIN(分别低频侧5BIN和高频侧5BIN)的范围中存在的滞后峰值信号中提取与预测降峰值信号相对应的滞后峰值信号(滞后降峰值信号)(步骤S136)。
然后，信号处理单元18提取以下滞后降峰值信号(正常滞后降峰值信号)：其与预期角度的差是1.5°或更小或者其与期望相对横向距离的差是0.9m或更短(步骤S137)。具体地，信号处理单元18从步骤S136中导出的滞后降峰值信号中提取角度和相对横向距离。然后，信号处理单元18将导出的角度和根据预测降峰值信号导出的预期角度进行比较，并提取角度的差值是1.5度或更小的滞后降峰值信号。此外，即使当不满足该条件时，信号处理单元18也比较根据滞后降峰值信号导出的相对横向距离和根据预测降峰值信号导出的相对横向距离(预测相对横向距离)，并提取距离之差是0.9m或更短的滞后降峰值信号。即，信号处理单元18提取满足任一条件的滞后降峰值信号。
参考图14A和14B来描述步骤S136和S137的处理。图14A示出了滞后降峰值信号，且图14B示出了角度频谱。如图14A所示，信号处理单元18在以预测降峰值信号的频率fedn附近为中心在高频侧和低频侧各5BIN的范围内搜索与预测降峰值信号相对应的滞后峰值信号。对于图14A所示的情况，假定存在对应的滞后峰值信号fdn，但滞后峰值信号fdn1不具有角度峰值且不是正常滞后降峰值信号。此外，在该情况下，在图14A中，与预测降峰值信号相对应的滞后峰值信号fdn2存在于5BIN的范围中。因此，信号处理单元18提取滞后峰值信号作为滞后降峰值信号。
然后，信号处理单元18根据提取的滞后降峰值信号fdn2来导出角度θdn2。图14B示出了根据滞后降峰值信号fdn2导出的角度频谱。信号处理单元18确定根据预测降峰值信号导出的预测角度θedn和角度θdn2之间的差值是否是1.5°或更小。当角度θdn2和预测角度θedn之间的差值是1.5°或更小时，滞后降峰值信号fdn2变为正常滞后降峰值信号。
此外，即使在角度θdn2和预测角度θedn之间的差值不是1.5°或更小时，如果根据滞后降峰值信号fdn2导出的相对横向距离和根据滞后降峰值信号导出的预测相对横向距离是0.9m或更短，则滞后降峰值信号fdn2变为正常滞后降峰值信号。
返回图13，当距离长于50m且在80m以下时(条件(2))，信号处理单元18从在以预测降峰值信号的频率为中心10BIN的范围中存在的滞后峰值信号中提取与预测降峰值信号相对应的滞后降峰值信号(步骤S138)。然后信号处理单元18确定在根据提取的滞后降峰值信号导出的角度和根据预测降峰值信号导出的角度之间的差值是否是1.0°或更小(步骤S139)。当角度之差小于1.0°时，所提取的滞后降峰值信号变为正常滞后降峰值信号。相应处理与在距离是50m以下(条件(1))时执行的处理相同。
此外，当距离长于80m且在100m以下时(条件(3))，信号处理单元18从在以预测降峰值信号的频率为中心10BIN的范围中存在的滞后峰值信号中提取与预测降峰值信号相对应的滞后降峰值信号(步骤S140)。然后信号处理单元18确定在根据提取的滞后降峰值信号导出的角度和根据预测降峰值信号导出的角度之间的差值是否是0.5°或更小(步骤S141)。当角度之差小于0.5°时，所提取的滞后降峰值信号变为正常滞后降峰值信号。相应处理也与在距离是50m以下(条件(1))时执行的处理相同。
在条件(1)至(3)中每个条件中，当在10BIN的范围中提取出与预测降峰值信号相对应的多个正常滞后降峰值信号时，使用最接近本车的频率BIN的正常滞后降峰值信号。此外，当提取具有相同频率BIN的多个正常滞后降峰值信号时，使用在相对横向距离和预测相对横向距离之间的差值最小的正常滞后降峰值信号。这也与在第二正常滞后峰值确定处理中提取正常滞后升峰值信号的处理或提取两个峰值信号的处理的情况相同。
然后，信号处理单元18执行正常滞后峰值确定处理(步骤S142)。在第一正常滞后峰值确定处理中，当确定正常滞后升峰值信号存在、但是正常滞后降峰值信号不存在时，信号处理单元18确定是否存在满足条件(1)至(3)中任一项的正常滞后降峰值信号。如果是，信号处理单元18确定正常滞后峰值信号存在。在该情况下，在第一正常滞后峰值确定处理中获取的正常滞后升峰值信号和在第二正常滞后峰值确定处理中获取的正常滞后降峰值信号是变为稍后将描述的滞后配对数据的组合。与此相比，当在第二正常滞后峰值确定处理中还确定正常滞后降峰值信号也不存在时，信号处理单元18确定不存在正常滞后峰值信号。
此外，当在第一正常滞后峰值确定处理中确定正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号中任一个不存在时，信号处理单元18确定满足条件(1)至(3)中任一项的正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号是否都存在。如果是，信号处理单元18确定正常滞后峰值信号存在。在该情况下，在第二正常滞后峰值确定处理中获取的正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号是变为稍后将描述的滞后配对数据的组合。与此相比，当在第二正常滞后峰值确定处理中确定正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号中任意一项或两项不存在时，信号处理单元18确定不存在正常滞后峰值信号。
返回图8，当作为第二正常滞后峰值确定处理的结果确定正常滞后峰值信号存在时(步骤S124中的是)，信号处理单元18执行滞后配对数据导出处理(步骤S126)。在该情况下，通过将提取的正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号进行配对来导出滞后配对数据。另一方面，当确定正常滞后峰值信号不存在时(步骤S124中的否)，信号处理单元18执行一侧滞后峰值确定处理(步骤S125)。
一侧滞后峰值确定处理是对在第一正常滞后峰值确定处理中无法提取的另一项滞后峰值信号进行搜索的处理，但在第一正常滞后峰值确定处理中可以提取正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号中任一项。
在第一正常滞后峰值确定处理中，信号处理单元18确定正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号是否都存在。因此，当任意一个不存在时，信号处理单元不确定正常滞后峰值信号，但是保持指示仅一个峰值信号存在的确定结果。为此，在一侧滞后峰值确定处理中，信号处理单元18从第一正常滞后峰值确定处理的结果中提取正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号中仅一项存在的滞后峰值信号。然后，当滞后峰值信号存在时，信号处理单元18确定一侧滞后峰值信号存在，且当滞后峰值信号不存在时，信号处理单元确定一侧滞后峰值信号不存在。
然后，信号处理单元基于相应确定处理的结果来导出滞后配对数据(步骤S126)。在第一正常滞后峰值确定处理和第二正常滞后峰值确定处理中，当确定正常滞后峰值信号存在时，其指示正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号都存在。因此，信号处理单元18通过将两个信号配对来导出滞后配对数据。
同时，当在一侧滞后峰值确定处理中确定一侧滞后峰值信号存在时，正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号中仅一项存在。因此，信号处理单元18通过将以获取了角度信息的滞后峰值信号与不能获取角度信息的滞后峰值信号进行配对，以导出滞后配对数据。例如，在上述示例中，信号处理单元18通过将FFT处理后的峰值信号存在且已导出角度信息的正常滞后升峰值信号与FFT处理后的峰值信号存在但是不能导出角度信息的正常滞后降峰值信号进行配对，来导出滞后配对数据。
同时，当正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号之一存在，但是另一个不能提取与预测峰值信号相对应的滞后峰值信号时(即，当FFT处理后的峰值信号不存在且不能导出角度信息时)，信号处理单元18通过将存在的正常滞后升峰值信号或正常滞后降峰值信号与另一峰值信号的预测降峰值信号或预测升峰值信号进行配对，来导出滞后配对数据。
如上所述，在本示意实施例中，当不可能基于预测峰值信号的频率在预定频率范围中提取对应的滞后峰值信号时，在扩展要搜索的频率范围的情况下，再次执行处理。因此例如，即使当由于路侧对象等的峰值信号的影响而导致角度峰值不出现时，也可以通过使用在扩展范围中的频率上存在的滞后峰值信号来导出配对数据。同时，当扩展要搜索的频率范围时，也增加了将检测到变为噪声的峰值信号的可能性。为此，当扩展要搜索的频率范围时，缩小要搜索的角度范围。由此，可以检测到在传统频率范围中不能检测到的目标，使得可以避免检测到错误目标或避免未检测到原本应当存在的目标。因此，可以避免执行错误的车辆控制。
上面，针对优先本车道前车状态标志被设为开启的配对数据来执行滞后配对处理(步骤S117)。然而，除此之外，在执行了步骤S121至S126的处理之后，还可以针对优先本车道前车状态标志被设为关闭的配对数据来执行滞后配对处理。针对优先本车道前车状态标志被设为关闭的配对数据来执行的滞后配对处理是步骤S121、S122、S125和S126的处理。
返回图7，在执行滞后配对处理之后，信号处理单元执行静止对象配对处理(步骤S118)。这是针对在静止对象峰值提取处理中提取的静止对象来执行的配对处理。该处理可以通过与步骤S107的配对处理相同的方法来执行。
此外，在执行了静止对象配对处理之后，信号处理单元执行新配对处理(步骤S119)。这是针对在峰值提取处理中提取的峰值信号中的滞后峰值信号和静止对象峰值信号之外的峰值信号执行的配对处理。该处理也可以通过与步骤S107的配对处理相同的方法来执行。
然后，信号处理单元18导出距离、相对速度等(步骤S120)。即，信号处理单元18基于在相应配对处理中导出的配对数据，来导出纵向距离、相对速度、角度、横向距离等。当基于在静止对象配对处理中导出的静止对象配对数据和在新配对处理中导出的新配对数据来执行导出时，可以通过使用等式(1)至(3)的相同方法来执行导出处理。下面，参考图15来描述基于在滞后配对处理中导出的滞后配对数据来执行的导出处理。
图15是示出了导出距离、相对速度等的处理的流程图。信号处理单元18提取一侧滞后配对标志被设为开启的滞后配对数据(步骤S143)。一侧滞后配对标志是在一侧滞后峰值确定处理中确定一侧滞后峰值信号存在时被设置为开启的标志。因此，当一侧滞后配对标志是开启时，滞后峰值数据仅具有正常滞后升峰值信号和正常滞后降峰值信号中的一项，且另一个是滞后降峰值信号或滞后升峰值信号或预测降峰值信号或预测升峰值信号。
然后，信号处理单元18提取优先本车道前车状态标志被设为开启的滞后配对数据(步骤S144)。这是要提取已执行了滞后配对处理(步骤S117)的滞后配对数据。由于一侧滞后峰值确定处理是在优先本车道前车状态标志被设为开启时执行的处理，标志通常是开启。然后，信号处理单元18确定在提取的滞后配对数据的峰值信号中是否存在FFT峰值信号(FFT处理后的峰值信号)(步骤S145)。
当FFT峰值信号存在时，信号处理单元通过使用FFT峰值信号来导出距离等(步骤S146)。例如，如上所述，对于由正常滞后升峰值信号和滞后降峰值信号构成的滞后配对数据，信号处理单元18通过使用正常滞后升峰值信号的FFT峰值信号和滞后降峰值信号的FFT峰值信号来导出距离、相对速度等。此外，由于滞后降峰值信号不具有角度信息，信号处理单元18导出正常滞后升峰值信号的角度信息作为滞后配对数据的角度。
可以使用等式(1)至(3)导出距离等。即，在等式(1)和(2)中，将正常滞后升峰值信号的FFT峰值信号的频率用作fup，且将滞后降峰值信号的FFT峰值信号的频率用作fdn。此外，在等式(3)中，将根据正常滞后升峰值信号导出的角度用作θup，且不使用θdn，因为其尚未被导出。因此，滞后配对数据的角度θm＝θup。
另一方面，当优先本车道前车状态标志不是开启或者FFT峰值信号在滞后配对数据的峰值信号中不存在时，使用预测峰值信号来导出距离等(步骤S148)。在该情况下，由于滞后配对数据的一侧是预测峰值信号，使用预测峰值信号。例如，对于由正常滞后升峰值信号和预测降峰值信号构成的滞后配对数据，信号处理单元18通过使用正常滞后升峰值信号和预测降峰值信号的FFT峰值信号来导出距离和相对速度。此外，尽管可以根据预测降峰值信号导出预测角度信息，信号处理单元18导出正常滞后升峰值信号的角度信息作为滞后配对数据的角度。
可以使用等式(1)至(3)来导出距离等。即，在等式(1)和(2)中，将正常滞后升峰值信号的FFT峰值信号的频率用作fup，且将预测降峰值信号的FFT峰值信号的频率用作fdn。此外，在等式(3)中，将根据正常滞后升峰值信号导出的角度用作θup，且不使用θdn。因此，滞后配对数据的角度θm＝θup。
然后，当使用滞后配对数据的相应峰值信号的FFT峰值信号来导出距离等时，信号处理单元18保持存在计数器(步骤S147)。当使用预测峰值信号的FFT峰值信号来导出距离等时，信号处理单元减少存在计数器(步骤S149)。存在计数器是在将检测到的配对数据决定为目标之后根据扫描中检测到的配对数据的可靠性来增加或减少的计数器。即，当相同目标的可靠性高时，存在计数器增加，且当可靠性低时，存在计数器减少。存在计数器用于在目标的低可靠性状态持续时丢弃目标。
例如，在本示意实施例中，当正常滞后峰值信号存在时，信号处理单元18将存在计数器增加二(2)，且当正常滞后峰值信号和一侧滞后峰值信号都不存在时，信号处理单元将存在计数器减一(1)。与此相比，当一侧滞后峰值信号存在时，信号处理单元18根据是否提取滞后峰值信号来改变存在计数器。
具体地，当在每个升和降部分(当FFT峰值信号存在时)中提取与预测峰值信号相对应的滞后峰值信号时，信号处理单元18保持存在计数器(步骤S147)。即，当使用升和降部分中的滞后峰值信号的FFT峰值信号来导出距离等时，信号处理单元18保持存在计数器。相反，当不在任意一个部分中提取与预测峰值信号相对应的滞后峰值信号时(当FFT峰值信号不存在时)，信号处理单元18将存在计数器减一(1)(步骤S149)。即，当使用升和降部分中任意一个中的预测峰值信号来导出距离等时，信号处理单元18将计数器减一(1)。
当FFT峰值信号不存在时，使用预测峰值信号。从而，将可靠性视为低，使得信号处理单元18在意图丢失目标的情况下操作计数器(减小计数器)。然而，当FFT峰值信号存在时，即使可以导出角度信息，也可以由于路测对象等的影响，而不能检测到实际存在的目标的峰值信号。为此，如果减小计数器，当相同状态继续时，目标可能丢失。因此，当存在目标存在的可能性时，信号处理单元在意图不丢失目标的情况下操作计数器(保持计数器)。
上面，已描述了在基于在滞后配对处理中导出的滞后配对数据的导出处理中一侧滞后峰值信号存在的情况。下面，描述另一情况。当正常滞后峰值信号存在时，信号处理单元可以通过使用相应部分中滞后峰值信号的FFT峰值信号来导出距离和相对速度，并通过使用根据相应部分中滞后峰值信号的FFT峰值信号导出的角度信息来导出配对数据的角度。此外，当正常滞后峰值信号和一侧滞后峰值信号都不存在时，信号处理单元可以通过使用升和降部分中的预测峰值信号来导出距离、相对速度和角度。
这样，在本示意实施例中，即使不能根据一侧峰值信号来检测出角度信息，当提取FFT峰值信号时，通过使用实际提取的FFT峰值信号，而不是预测峰值信号的FFT峰值信号，来导出配对数据并导出距离等的信息。通过使用实际提取的FFT峰值信号，可以比使用预测峰值信号的情况导出具有更高可靠性的距离等的信息。
尽管已描述了本发明的示意实施例，本发明不受限于上述示意实施例。此外，可以将相应示意实施例恰当的组合。
此外，在相应示意实施例中，各种功能是由CPU响应于程序的计算处理来软件实现的。然而，一些功能可以由电子硬件电路来实现。此外，相反地，一些由硬件电路实现的功能可以由软件实现。

Claims (8)

1.一种雷达设备，被配置为：提取第一时段和第二时段中的峰值信号，所述峰值信号是根据发送信号和接收信号之间的差频来获得的，所述发送信号的频率以预定周期改变，所述接收信号是通过接收来自反射与所述发送信号相对应的发送波的目标的反射波来获得的，在所述第一时段中，所述发送信号的频率上升，以及在所述第二时段中，所述频率下降；以及被配置为：基于所提取的峰值信号来导出所述目标的信息，所述雷达设备包括：
预测单元，被配置为基于前次获得的峰值信号来预测本次峰值信号；以及
提取单元，被配置为从在预定频率范围内存在的峰值信号中提取与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号，
其中，当在所述预定频率范围中不存在与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号时，所述提取单元扩展频率范围。
2.根据权利要求1所述的雷达设备，还包括：导出单元，被配置为基于所述峰值信号来导出相对于所述目标的角度，
其中，当不存在具有与根据预测的峰值信号导出的角度相对应的角度的峰值信号时，所述提取单元扩展频率范围。
3.根据权利要求2所述的雷达设备，其中，当不存在具有与根据预测的峰值信号导出的角度的差值是预定值或更小值的角度的峰值信号时，所述提取单元扩展频率范围。
4.根据权利要求2所述的雷达设备，
其中，所述预测单元针对所述第一和第二时段的相应峰值信号来预测本次峰值信号，以及
其中，当不存在具有与根据针对所述第一和第二时段的相应峰值信号中的至少一个的预测峰值信号导出的角度的差值是预定值或更小值的角度的峰值信号时，所述提取单元扩展不存在峰值信号的时段的频率范围。
5.根据权利要求3所述的雷达设备，其中，当所述提取单元扩展频率范围时，所述提取单元减小所述预定值。
6.根据权利要求1所述的雷达设备，其中，所述预定频率范围是以预测的峰值信号的频率为中心的范围。
7.根据权利要求1所述的雷达设备，还包括：导出单元，被配置为基于所提取的峰值信号来导出所述目标的信息，
其中，当只有根据在所述第一和第二时段之一中提取的峰值信号导出的角度是与根据预测的峰值信号导出的角度相对应的角度时，所述导出单元基于在所述第一和第二时段中提取的相应峰值信号的频率以及对应角度来导出所述目标的信息。
8.一种信号处理方法，提取第一时段和第二时段中的峰值信号，所述峰值信号是根据发送信号和接收信号之间的差频来获得的，所述发送信号的频率以预定周期改变，所述接收信号是通过接收来自反射与所述发送信号相对应的发送波的目标的反射波来获得的，在所述第一时段中，所述发送信号的频率上升，以及在所述第二时段中，所述频率下降；以及基于所提取的峰值信号来导出所述目标的信息，所述信号处理方法包括：
(a)基于前次获得的峰值信号来预测本次峰值信号；以及
(b)从在预定频率范围内存在的峰值信号中提取与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号，
其中，当在所述预定频率范围中不存在与预测的峰值信号相对应的本次峰值信号时，在扩展频率范围的情况下执行步骤(b)。
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