CN111492260A - 雷达装置以及雷达装置的对象物检测方法 - Google Patents

雷达装置以及雷达装置的对象物检测方法 Download PDF

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Abstract

辨别彼此接近而存在的对象物。具有：发送单元(发送天线(16))，其发送频率不同的第1发送信号和第2发送信号；接收单元(接收天线(17))，其接收被一个或多个对象物反射的第1发送信号和第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号；正交解调单元(正交解调部(21))，其对第1接收信号和第2接收信号分别实施正交解调；旋转单元(信号处理部(22))，其根据与规定的距离以及第1频率或第2频率对应的规定的相位角，使第1接收信号和第2接收信号中的至少一方在IQ平面上旋转；处理单元，其对一方旋转了的第1接收信号和第2接收信号进行加法运算或减法运算；以及检测单元(数据处理部(23))，其根据处理单元的处理结果来检测一个或多个对象物。

Description

雷达装置以及雷达装置的对象物检测方法
技术领域
本发明涉及雷达装置以及雷达装置的对象物检测方法。
背景技术
在专利文献1中公开了一种与雷达装置相关的技术，其中，在压控振荡部(VCO)与发送天线之间配置强度调制部，通过由强度调制部对载波进行调制来生成脉冲信号，利用脉冲信号来检测对象物。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-40765号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1所示的技术中，在对象物彼此接近地存在的情况下，存在无法辨别这些对象物的问题点。
此外，作为发送的脉冲信号，在时间轴上仅限于单峰型的波形信号(例如高斯函数类的波形信号)。这样的脉冲信号在频率轴上也成为高斯函数类的波形，因此中心频率分量最大，越接近频带的端部，强度越低。其结果，由于不能有效利用可使用的频带，因此存在时间轴上的脉冲宽度变宽，距离的分辨率降低的问题点。
本发明的目的在于提供能够辨别彼此接近地存在的对象物并且能够提高距离的分辨率的雷达装置以及雷达装置的对象物检测方法。
用于解决课题的手段
为了解决所述课题，本发明的特征在于，具有：发送单元，其至少发送具有第1频率的第1发送信号和具有与所述第1频率不同的第2频率的第2发送信号；接收单元，其接收由所述发送单元发送并被一个或多个对象物反射的所述第1发送信号和所述第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号；正交解调单元，其对从所述接收单元输出的所述第1接收信号和所述第2接收信号分别实施正交解调；旋转单元，其根据与距一个或多个所述对象物中的规定对象物的规定的距离以及所述第1频率或所述第2频率对应的规定的相位角，使被正交解调后的所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方在IQ平面上旋转；处理单元，其对至少一方通过所述旋转单元而被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行加法运算或减法运算；以及检测单元，其根据所述处理单元的处理结果来检测一个或多个所述对象物。
根据这样的结构，能够辨别彼此接近而存在的对象物并且能够提高距离的分辨率。
此外，本发明的特征在于，所述处理单元执行对至少一方通过所述旋转单元而被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行加法运算的处理以强调一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物。
根据这样的结构，能够以强调的方式检测规定的对象物。
此外，本发明的特征在于，所述处理单元执行对至少一方通过所述旋转单元而被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行减法运算的处理以抑制一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物。
根据这样的结构，能够以抑制的方式检测规定的对象物。
此外，本发明的特征在于，所述雷达装置具有存储单元，该存储单元存储有如下信息，该信息表示对于一个或多个所述对象物中的各个对象物而言应当旋转的相位，所述旋转单元根据所述信息使所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方的相位旋转。
根据这样的结构，能够简单地以强调或抑制的方式检测预先知道距离的对象物。
此外，本发明的特征在于，所述接收单元接收所述第1发送信号和所述第2发送信号从所述发送单元泄漏到所述接收单元的泄漏信号而分别作为所述第1接收信号和所述第2接收信号，所述雷达装置具有存储单元，该存储单元存储有如下信息，该信息表示所述泄漏信号应当旋转的相位的信息，所述旋转单元根据所述信息使所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方的相位旋转，所述处理单元执行对至少一方通过所述旋转单元而被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号的差进行计算的处理以抑制所述泄漏信号。
根据这样的结构，能够抑制泄漏信号。
此外，本发明的特征在于，一个或多个所述对象物包括车辆的保险杠。
根据这样的结构，能够在抑制经由保险杠而泄漏的信号的前提下进行检测。
此外，本发明的特征在于，从所述发送单元发送的发送信号是时域中的信号具有多个波峰的多峰型的所述发送信号。
根据这样的结构，能够使用多峰型的发送信号来检测对象物。
此外，本发明的特征在于，所述多峰型的所述发送信号具有Sinc函数类的波形。
根据这样的结构，能够通过使时间轴上的脉冲宽度变窄提高与距离有关的分辨率。
此外，本发明的特征在于，具有：发送单元，其至少发送具有第1频率的第1发送信号和具有与所述第1频率不同的第2频率的第2发送信号；接收单元，其接收由所述发送单元发送并被一个或多个对象物反射的所述第1发送信号和所述第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号；处理单元，其对从所述接收单元输出的所述第1接收信号和所述第2接收信号分别实施规定的处理，强调或抑制一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物；以及输出单元，其输出通过所述处理单元而获得的信息。
根据这样的结构，能够以强调或抑制的方式检测规定的对象物。
此外，本发明的特征在于，包含以下步骤：发送步骤，在该发送步骤中，至少发送具有第1频率的第1发送信号和具有与所述第1频率不同的第2频率的第2发送信号；接收步骤，在该接收步骤中，接收在所述发送步骤中被发送并被一个或多个对象物反射的所述第1发送信号和所述第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号；正交解调步骤，在该正交解调步骤中，对在所述接收步骤中输出的所述第1接收信号和所述第2接收信号分别实施正交解调；旋转步骤，在该旋转步骤中，根据距1个或多个对象物中的规定对象物的规定的距离以及所述第1频率或所述第2频率对应的规定的相位角，使所述被正交解调后的所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方在IQ平面上旋转；处理步骤，在该处理步骤中，对在所述旋转步骤中至少一方被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行加法运算或减法运算；以及检测步骤，在该检测步骤中，根据所述处理步骤中的处理结果来检测一个或多个所述对象物。
根据这样的方法，能够辨别彼此接近而存在的对象物，并且能够提高距离的分辨率。
发明效果
根据本发明，能够提供辨别彼此接近而存在的对象物并且可提高距离的分辨率的雷达装置以及雷达装置的对象物检测方法。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的雷达装置的结构例的图。
图2是示出图1所示的雷达装置的信号处理部的详细结构例的图。
图3是存储在图1所示的存储部中的表格的一例。
图4是用于说明图1所示的实施方式的动作的图。
图5是用于说明图1所示的实施方式的动作的图。
图6是用于说明图1所示的实施方式的动作的图。
图7是用于说明图1所示的实施方式的动作的图。
图8是用于说明图1所示的实施方式的动作的图。
图9是用于说明图1所示的实施方式的动作的图。
图10是用于说明图1所示的实施方式的动作的图。
图11是示出图1所示的实施方式的实测结果的图。
图12是示出图1所示的实施方式的实测结果的图。
图13是示出图1所示的实施方式的实测结果的图。
图14是用于说明图1所示的实施方式的动作的流程图。
图15是用于说明本发明的变形实施方式的结构例的图。
图16是用于说明本发明的变形实施方式的动作的图。
图17是用于说明本发明的变形实施方式的结构例的图。
图18是用于说明本发明的变形实施方式的结构例的图。
图19是用于说明本发明的变形实施方式的结构例的图。
图20是用于说明本发明的变形实施方式的结构例的图。
具体实施方式
接下来，对本发明的实施方式进行说明。
(A)本发明的实施方式的结构的说明
图1是示出本发明的实施方式的雷达装置的结构例的图。如该图所示，本发明的实施方式的雷达装置10例如搭载于汽车等车辆，用于检测存在于车辆周围的其它车辆、行人、障碍物等对象物。
这里，雷达装置10以控制部11、本机振荡部12、调制信号生成部13、调制部14、放大部15、18、发送天线16、接收天线17、本机频率监视器部19、正交解调部20、ADC(Analog toDigital Converter：模数转换器)21、信号处理部22以及数据处理部23作为主要构成要素。
控制部11控制雷达装置10的各部，并且控制本机振荡部12产生的本机信号的频率。
本机振荡部12生成并输出与控制部11的控制对应的频率的本机信号。
调制信号生成部13生成用于将从本机振荡部12提供的本机信号调制为脉冲波形的调制信号并提供给调制部14。另外，除了脉冲调制以外，例如也可以进行相位调制或频率调制。
调制部14根据从调制信号生成部13提供的调制信号，对由本机振荡部12提供的本机信号进行调制，并提供给放大部15。
放大部15对由调制部14提供的脉冲信号的功率进行放大并提供给发送天线16。
发送天线16将由放大部15提供的脉冲信号作为电磁波朝向对象物发送。
接收天线17捕捉由对象物反射的电磁波(反射信号)，转换为电信号并提供给放大部18。放大部18对由接收天线17提供的电信号的电力进行放大，并提供给正交解调部20。
正交解调部20利用由本机振荡部12提供的本机信号对由放大部18提供的电信号进行降频转换(频率转换为较低的频率)，并且，利用相互正交的信号进行正交解调，将得到的I、Q分量提供给ADC21。
ADC21将由正交解调部20提供的作为模拟信号的I、Q分量分别转换为数字数据并输出。
信号处理部22对由ADC21提供的数字数据实施规定的信号处理，并将得到的结果提供给数据处理部23。
数据处理部23对由信号处理部22提供的数字数据实施聚类处理及跟踪处理等，并且执行检测对象物的处理。另外，将与检测出的对象物相关的信息提供给未图示的上级装置(例如ECU(Electric Control Unit：电子控制单元))。
图2示出图1所示的信号处理部22的详细结构例。在图2所示的例子中，信号处理部22具有运算部221、存储部222以及数据储存部223。
这里，运算部221根据表示由本机频率监视器部19提供的本机信号的频率的信息来处理从ADC21提供的数字数据，并提供给数据处理部23。
存储部222存储运算部221进行运算处理时参照的表格等数据，该表格储存有与以规定的频率检测对象物时的相位对应的信息。数据储存部223储存作为运算部221进行运算处理的对象的数据以及作为运算处理的结果而生成的数据。图3示出存储在存储部222中的信息的表格例。在图3的例子中，将各对象物和距对象物的距离对应起来存储。
(B)实施方式的动作的说明
接下来，对本发明的实施方式的动作进行说明。在以下内容中，在对本发明的实施方式的动作原理进行说明之后，对实施方式的详细动作进行说明。
首先，参照图4～图7，对本发明的动作原理进行说明。图4的(A)示出第1对象部和第2对象物这两个对象物隔开距离d1而存在的情况。另外，在图4的(A)中，横轴表示距离，纵轴表示由对象物反射的反射信号的反射强度。在图4的(A)中，在距离d1低于雷达装置的分辨率的情况下，无法辨别第1对象物和第2对象物。即，如图4的(B)所示，雷达装置无法区分来自第1对象物的反射信号R1和来自第2对象物的反射信号R2，会检测出作为它们的合成波的反射信号R12。另外，图4的(B)的横轴表示距离，纵轴表示信号强度。
图5的(A)示出第1对象物和第2对象物隔开雷达装置的分辨率以上的距离d2而存在的情况的例子。在这样的情况下，如图5的(B)所示，由于来自第1对象物的反射信号R1和来自第2对象物的反射信号R2没有彼此重叠，因此能够容易地辨别出来这些反射信号。因此，雷达装置能够将这些反射信号作为不同的对象物进行检测。
但是，在存在与图5同样的第1对象物和第2对象物的情况下，如图6的(B)所示，着眼于来自第1对象物的反射信号R1的P1(波形的波峰位置)和P2(波形的底部位置)这两处。当对来自第1对象物的反射信号R1进行正交解调时，得到图6的(C)那样的结果。在图6的(C)中，横轴表示作为同相分量的I(In-phase)分量，纵轴表示作为正交分量的Q(Quadrature)分量。当对反射信号R1进行正交解调并表示在IQ平面上时，反射信号R1的振幅与半径r1对应，距离与相位角θ对应。这里，关于反射信号R1的P1和P2这两处的信号分量，由于是来自相同的第1对象物的反射信号，因距离相同，因此相位角θ相同。
图7示出在如图4所示那样第1对象物和第2对象物隔开低于分辨率的距离d而存在的情况下对接收信号进行正交解调的结果。更详细地说，图7的(B)和图7的(C)示出如图7的(A)所示那样将来自第1对象物的反射信号R1和来自第2对象物的反射信号R2合成而生成反射信号R12的情况下，在反射信号R12P1和P2这两处对接收信号进行正交解调的结果。
图7的(B)示出P1中的正交解调的结果。如图7的(B)所示，作为P1处的正交解调的结果，是将一个细线箭头表示的矢量和另一个细线箭头所表示的矢量合成后的结果通过粗线箭头所表示的矢量示出的，其中，一个细线箭头所表示的矢量具有在P1处与来自第1对象物的反射信号R1的振幅对应的半径r1和与第1对象物的距离对应的相位角θ1，另一个细线箭头所表示的矢量具有在P1处与来自第2对象物的反射信号R2的振幅对应的半径r2和与第2对象物的距离对应的相位角θ2。
图7的(C)示出P2处的正交解调的结果。如图7的(C)所示，作为P2处的正交解调的结果，是将一个细线箭头所表示的矢量和另一个细线箭头所表示的矢量合成后的结果通过粗线箭头所表示的矢量示出的，其中，一个细线箭头所表示的矢量具有P2处的与来自第1对象物的反射信号R1的振幅对应的半径r1和与第1对象物的距离对应的相位角θ1，另一个细线箭头所表示的矢量具有P2处的与来自第2对象物的反射信号R2的振幅对应的半径r2和与第2对象物的距离对应的相位角θ2。
这样，即使在来自不同对象物的反射信号混合的情况下，当对这些信号实施正交解调时，也会维持来自各个对象物的反射信号的相位。但是，由于由雷达装置检测出的信号是反射信号R12，因此无法辨别第1对象物和第2对象物。
因此，在本发明的实施方式中，通过变更脉冲信号的频率来检测对象物，能够辨别隔开低于雷达装置10的分辨率的间隔d而配置的第1对象物和第2对象物。以下，对此进行说明。
设想在距雷达装置10为距离L1的位置处存在第1对象物，在距雷达装置10为为L2的位置存在第2对象物的情况。此外，设想雷达装置10发送频率f1和频率f2这两种脉冲信号的情况，设频率f1的波数为k1(＝2πf1/c)，频率f2的波数为k2(＝2πf2/c)。另外，c表示光速。图8是示出频率f1和频率f2的脉冲信号的频率特性与频谱模板的关系的图。如图8所示，频率f1和频率f2的脉冲信号在频率轴上被移位，并且处于收敛在频谱模板内的状态。
IQ平面中的任意的点可以用A×exp(iθ)表示。这里，A表示振幅，i表示虚数，θ表示相位角。在以下的说明中，为了简化说明，将振幅A设为“1”。
在这样的情况下，在对图9的(A)所示的P1处的反射信号R12进行正交解调的情况下，如图9的(B)所示，基于频率f1的检测信号由以下的式(1)表示。另外，式(1)的第1项与图9的(B)的第1对象物所对应的实线的细线箭头对应，式(1)的第2项与图9的(B)的第2对象物所对应的实线的细线箭头对应。
exp(i×k1×L1)+exp(i×k1×L2)···(1)
此外，在对图9的(A)所示的P1处的反射信号R12进行正交解调的情况下，如图9的(B)所示，基于频率f2的检测信号由以下的式(2)表示。另外，式(2)的第1项与图9的(B)的第1对象物所对应的虚线的细线箭头对应，式(2)的第2项与图9的(B)的第2对象物所对应的虚线的细线箭头对应。
exp(i×k2×L1)+exp(i×k2×L2)···(2)
当设k2＝k1+Δk时，式(2)成为以下的式(3)。
exp(i×k1×L1)×exp(i×Δk×L1)+exp(i×k1×L2)×exp(i×Δk×L2)···(3)
这里，当使式(3)乘以exp(-i×Δk×L1)时，得到以下的式(4)。另外，使式(3)乘以exp(-i×Δk×L1)意味着，在IQ平面上，使图9的(B)所示的基于频率f2的检测结果(粗线的虚线箭头)向顺时针方向旋转到与基于频率f1的检测结果(粗线的实线箭头)相同的相位角。
exp(i×k1×L1)+exp(i×k1×L2)×exp(i×Δk(L2-L1))···(4)
当从式(1)中减去式(4)时，得到以下的式(5)。
exp(i×k2×L2)-exp(i×k1×L2)×exp(i×Δk(L2-L1))···(5)
在L1已知的情况下，能够删除与第1对象物相关的项，因此能够得到仅与第2对象物相关的信息。
以上，对在以低于分辨率的距离配置第1对象物和第2对象物的情况下，用于辨别它们的动作原理进行了说明，在本实施方式中，除此以外，如图10所示，还可以(1)抑制隔开分辨率以上的距离d2而配置的第1对象物和第2对象物中的任意一方、或者(2)强调隔开分辨率以上的距离d2而配置的第1对象物和第2对象物中的任意一方。
首先，作为前者(1)的抑制任意一方的方法，在进行基于频率f1的检测动作之后，进行基于频率f2的检测动作，执行相位旋转处理，计算两者的差分，由此能够抑制目标分量，并提取除此以外的分量。
更详细地说，基于频率f1的检测信号由以下的式(6)表示。
exp(i×k1×L1)+exp(i×k1×L2)···(6)
此外，基于频率f2的检测信号由以下的式(7)表示。
exp(i×k2×L1)+exp(i×k2×L2)＝exp(i×k1×L1)×exp(i×Δk×L1)+exp(i×k1×L2)×exp(i×Δk×L2)···(7)
这里，当使式(8)乘以exp(-i×Δk×L1)时，得到以下的式(8)。
＝exp(i×k1×L1)+exp(i×k1×L2)×exp(i×Δk×(L2-L1))···(8)
当从式(6)中减去式(8)时，得到以下的式(9)。
exp(i×k1×L2)(1-exp(i×Δk×(L2-L1)))···(9)
即，能够抑制与第1对象物相关的信号，提取与第2对象物相关的信号。如果将雷达装置的雷达罩及搭载该雷达装置的车辆的保险杠等作为第1对象物处理，则能够抑制由它们反射的信号。
另外，在以上内容中，为了简化说明，对第1对象物作为物体而存在的情况进行了说明，但是，例如，如果将从发送天线16直接泄漏到接收天线17的信号作为与第1对象物对应的信号来处理，则还能够抑制该泄漏信号。此外，还能够包括雷达装置的雷达罩、搭载该雷达装置的车辆的保险杠等在内而抑制信号。
图11～图13是示出本发明的实施方式的实测结果的图。在图11～图13中，是使用在窄频带中使用的24GHz的发送信号实测两个第1对象物和第2对象物的结果。另外，在图11～图13中，颜色浓的部分表示检测出对象物的区域。首先，图11示出不执行本实施方式的处理时的实测结果。在图11的例子中，检测出第1对象物和第2对象物这两个对象物。
接下来，图12示出对第1对象物进行了抑制处理时的实测结果。在图12的例子中，成为抑制处理的对象的第1对象物相对于未成为抑制处理的对象的第2对象物，颜色相对变浅。
根据图11和图12的比较，根据实测结果，本实施方式的效果变得清楚。
接下来，关于(2)强调任意一方的方法，在以频率f1进行检测动作之后，以频率f2进行检测动作，执行相位旋转处理，将两者相加，由此能够强调目标分量。
更详细地说，当将所述式(6)和式(8)相加时，得到以下的式(10)。
2×exp(i×k1×L1)+exp(i×k1×L2)×(1+exp(i×Δk×(L2-L1)))···(10)
即，对于相位相同的第1对象物，信号分量成为2倍，另一方面，对于第2对象物，由于相位不同，低于2倍。因此，能够强调与第1对象物相关的分量。
图13示出对第1对象物进行了强调处理的情况下的实测结果。在图13的例子中，成为强调处理的对象的第1对象物相对于未成为强调处理的对象的第2对象物，颜色相对变浓。
根据图11和图13的比较，根据实测结果，本实施方式的效果变得清楚。
如以上所说明的，根据本发明的实施方式，能够强调或抑制距离已知的规定的对象物。因此，例如能够抑制因覆盖雷达装置10的雷达罩及来自车辆的保险杠的反射波而引起的误检测等。
接下来，参照图14，对在图1所示的实施方式中执行的处理的流程进行说明。当图14所示的流程图的处理开始时，执行以下的步骤。
在步骤S10中，控制部11控制本机振荡部12，将本地频率设定为作为第1频率的f1。
在步骤S11中，控制部11控制调制信号生成部13，发送脉冲信号。更详细地说，当控制部11控制调制信号生成部13时，从本机振荡部12输出f1频率的本机信号(载波)。调制部14根据从调制信号生成部13输出的调制信号对载波进行调制，生成脉冲信号并提供给放大部15。放大部15放大从调制部14提供的脉冲信号的功率，经由发送天线16发送。
在步骤S12中执行接收处理。更详细地说，从发送天线16发送的脉冲信号被对象物反射，由接收天线17捕捉。从接收天线17输出的电信号被放大部18放大，并被提供给正交解调部20。正交解调部20根据从本机振荡部12提供的频率为f2的本机信号，对从放大部18提供的电信号进行降频转换，并且进行正交调制而输出以作为I、Q信号。ADC21将从正交解调部20提供的I、Q信号转换为数字信号，并将该数字信号提供给信号处理部22。
在步骤S13中，控制部11控制本机振荡部12，将本地频率设定为作为第2频率的f2。
在步骤S14中，控制部11控制调制信号生成部13，发送脉冲信号。更详细地说，当控制部11控制调制信号生成部13时，从本机振荡部12输出f2频率的本机信号(载波)。调制部14根据从调制信号生成部13输出的调制信号对载波进行调制，生成脉冲信号并提供给放大部15。放大部15放大从调制部14提供的脉冲信号的功率，经由发送天线16发送。
在步骤S15中，执行接收处理。另外，接收处理除了正交解调部20所使用的本机信号的频率为f2这一点外，与步骤S12相同。
在步骤S16中，信号处理部22例如确定距应当作为强调处理、抑制处理等的处理对象的对象物的距离L。例如，在图7的例子中，作为抑制对象的对象物是第1对象物，距第1对象物的距离是L1，因此，将L1设为距离L。另外，也如图3所示，预先将距可能成为噪声源的对象物(雷达罩、车辆保险杠等)的距离作为L1存储在存储部232中，根据该L1执行S16。
在步骤S17中，信号处理部22执行与距离L对应的旋转处理。更详细地说，执行对I、Q数据乘以exp(-i×Δk×L1)的处理。
在步骤S18中，信号处理部22执行对被实施了旋转处理的I、Q数据进行加法运算/减法运算的处理。更详细地说，在抑制对象物的情况下执行减法运算的处理。此外，在强调对象物的情况下，执行加法运算的处理。
在步骤S19中，数据处理部23根据信号处理部22的处理结果，执行聚类处理及跟踪处理等，检测对象物。
在步骤S20中，控制部11判定是否结束处理，在判定为结束处理的情况下(步骤S20：“是”)，结束处理，在除此以外的情况下(步骤S20：“否”)，返回步骤S10，反复进行同样的处理。
根据以上的处理，能够实现所述动作。
(C)变形实施方式的说明
以上的实施方式是一例，本发明当然并不仅限于所述那样的情况。例如，在以上的实施方式中，发送两种频率的脉冲信号，并对这些脉冲信号的接收信号进行加法运算或减法运算，但也可以发送三种以上频率的脉冲信号，对这些脉冲信号的接收信号进行加法运算或减法运算。另外，在频率为3种以上的情况下，也能够通过与所述的2种的情况同样的处理来执行强调或抑制处理。在发送多个频率信号时，也可以每当发送信号时使用于发送脉冲信号的频率分布迁移，也可以发送一个脉冲信号，根据该脉冲信号内的互不相同的频率分量来执行处理。另外，在这样的情况下，会同时振荡出多个频率分量，但也可以在接收到多个接收信号之后、或者在同时接收到之后执行加法运算或减法运算的处理。
此外，在以上的实施方式中，以发送脉冲信号的雷达装置10为例进行了说明，但是，本发明也可以适用于例如FMCW(Frequency Modulated Contineous Wave：调频连续波)方式的雷达装置。
图15是示出FMCW方式的雷达装置10A的结构例的图。另外，在图15中，对与图1对应的部分标注相同的标号，因此省略其说明。在图15中，与图1相比，删除了调制信号生成部13和调制部14。除此以外的结构与图1相同。
在图15所示的雷达装置10A中，发送被进行了频率调制的连续波，根据发送波与接收波的频率之差求出距离。在这样的雷达装置10A中，由于使用了频率调制后的发送信号，因此，通过对接收信号实施所期望的旋转处理，并对得到的信号进行加法运算或减法运算，能够强调或抑制所期望的分量。
此外，在以上的实施方式中，以具有一个发送天线16和一个接收天线17的情况为例进行了说明，但是，例如，如图16所示，也可以具有一个发送天线16和多个(在本例中为4个)接收天线17-1～17-4。即，图16所示的雷达装置10B与图1所示的实施方式相比，具有4个接收天线17-1～17-4、4个放大部18-1～18-4、4个正交解调部20-1～20-4以及4个ADC21-1～21-4这一点有所不同。另外，在图16所示的实施方式中，4个接收天线17-1～17-4在水平方向上以规定的间隔配置，根据它们接收的反射信号的时间差，能够检测对象物在水平方向上的角度。此外，在图16所示的实施方式中，通过对由各个接收天线17-1～17-4接收到的反射信号实施与所述情况相同的处理，能够抑制或强调任意的对象物。另外，接收天线的数量当然也可以是4个以外的数量。
此外，图17示出对发送信号进行正交调制的情况。即，在图17所示的雷达装置10C中，与图16相比，从调制部14输出的信号被正交调制这一点有所不同。除此以外的结构与图16相同。这样，在对发送信号进行正交调制的情况下也能够应用本发明。
此外，图18示出具有两个发送天线16-1、16-2的情况下的结构例。在图18所示的雷达装置10D中，发送天线16-1、16-2与接收天线17-1～17-4同样地在水平方向上隔开规定的距离而配置。这样，通过具有多个发送天线16-1、16-2，能够实现虚拟天线，因此能够期待与接收天线17-1～17-4虚拟地存在8个的情况相同的性能。另外，对于图18所示的雷达装置10D也能够应用本发明。
此外，图19示出将图1所示的调制信号生成部13置换为基带信号生成部31，将调制部14置换为乘法部32的结构例。在图19的例子中，由基带信号生成部31生成脉冲状的信号，通过乘法部32使该脉冲状的信号与本机振荡部12所提供的本机信号相乘，从而输出将本机信号调制为脉冲状的信号。对于具有这样的结构的图19所示的雷达装置10E也能够应用本发明。
此外，在以上的实施方式中，作为发送脉冲信号的波形，设想了使用图20的(A)所示的高斯函数类的脉冲信号的情况，但是例如也可以使用图20的(C)所示的Sinc函数类的脉冲信号。
更详细地说，在为图20的(A)所示的在时域中具有高斯函数类的波形的高斯函数类的脉冲信号的情况下，在频域中也如图20(B)所示那样具有高斯函数类的波形。因此，由于未充分利用图中虚线所示的频谱模板，因此时域中的脉冲波形的宽度w1变宽。另一方面，在图20的(C)所示的Sinc函数类的脉冲信号的情况下，如图20的(D)所示，由于充分利用了图中虚线所示的频谱模板，因此使脉冲波形的宽度w2比w1窄。
另外，在现有技术中，在使用图20的(C)所示的Sinc函数类的脉冲信号的情况下，该脉冲为多峰，因此在各个波峰处会误检测出多个对象物。另一方面，在本实施方式中，当通过所述处理抑制了与各个波峰对应的分量之一时，由于来自其它波峰的分量也是来自相同对象物的反射信号，因此同样被抑制。因此，即使在使用存在多个波峰的多峰型脉冲波形的情况下，也能够防止误检测。此外，通过使用这样的宽度为w2的较窄的脉冲信号，例如在通过TOF(Time of Flight：渡越时间)检测距对象物的距离时，能够提高距离的分辨率。
此外，在以上的实施方式中，作为车辆，以自动四轮车为例进行了说明，但除此以外，还可以检测自动二轮车、自行车等。即，在本说明书中，车辆不限于自动四轮车。
此外，图14所示的流程图的处理是一例，本发明当然不限于这些流程图的处理。
此外，在以上的实施方式中，以与多个对象物中的某一个对象物以及频率对应的相位角进行旋转，但也可以以任意的相位角旋转。例如，在所述例子中，对式(3)乘以exp(-i×Δk×L1)，但也可以旋转到包含L1、L2以外的距离所对应的相位角的相位角。
此外，也可以将以上的实施方式的对象物的检测结果例如提供给控制车辆的ECU，由ECU控制(变更)车辆的状态。例如，可以根据对象物的检测结果控制制动器以减少车速、或者控制加速器以增加车速、或者控制方向盘以变更车辆的行进方向。
此外，对于信号处理部22和数据处理部23，例如，可以由一个或多个CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)以及I/F(Interface：接口)等构成，通过由CPU执行存储在ROM或RAM中的指令组，能够实现所述处理。另外，也可以不由CPU，例如也可以由一个或多个DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、CPLD(Complex ProgrammableLogic Device：复杂可编程逻辑装置)、FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)等构成。
以下追加附记。
(附记1)
一种雷达装置，其特征在于，所述雷达装置具有：
发送电路，其发送具有第1频率的第1发送信号和具有与所述第1频率不同的第2频率的第2发送信号；
接收电路，其接收由所述发送电路发送并被一个或多个对象物反射的所述第1发送信号和所述第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号；
处理器；以及
存储器，其储存指令组，该指令组是在通过所述处理器执行的情况下，能够由执行以下动作的所述处理器执行的指令组，
对从所述接收电路输出的所述第1接收信号和所述第2接收信号分别实施正交解调，
根据与规定的距离以及所述第1频率或所述第2频率对应的规定的相位角，使所述被正交解调后的所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方在IQ平面上旋转，
对至少一方被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行加法运算或减法运算，
根据加法运算或减法运算的结果来检测一个或多个所述对象物，输出与检测出的一个或多个所述对象物相关的信息。
(附记2)
根据附记1所述的雷达装置，其特征在于，
所述处理器执行对至少一方被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行加法运算的处理以强调一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物。
(附记3)
根据附记1所述的雷达装置，其特征在于，
所述处理器执行对至少一方被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行减法运算的处理以抑制一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物。
(附记4)
根据附记2所述的雷达装置，其特征在于，
所述存储器存储有如下信息，该信息表示对于一个或多个所述对象物中的各个对象物而言应当旋转的相位的信息，
所述存储器根据所述信息使所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方的相位旋转。
(附记5)
根据附记1所述的雷达装置，其特征在于，
所述接收电路接收所述第1发送信号和所述第2发送信号从所述发送电路向所述接收电路泄漏的泄漏信号而分别作为所述第1接收信号和所述第2接收信号，
所述存储器存储有如下信息，该信息表示所述泄漏信号应当旋转的相位的信息，
所述存储器根据所述信息使所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方的相位旋转，并且，执行对至少一方被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号的差进行计算的处理以抑制所述泄漏信号。
(附记6)
根据附记5所述的雷达装置，其特征在于，
一个或多个所述对象物包括车辆的保险杠。
(附记7)
根据附记1所述的雷达装置，其特征在于，
从所述发送电路发送的发送信号是时域中的信号具有多个波峰的多峰型的所述发送信号。
(附记8)
根据附记7所述的雷达装置，其特征在于，
所述多峰型的发送信号具有Sinc函数类的波形。
(附记9)
根据附记1所述的雷达装置，其特征在于，
所述雷达装置搭载于车辆，所述处理器对电子控制装置输出执行强调或抑制存在于所述车辆周边的一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物的处理而得到的信息，所述电子控制装置变更所述车辆的动作。
(附记10)
一种雷达装置，其特征在于，具有：
发送电路，其至少发送具有第1频率的第1发送信号和具有与所述第1频率不同的第2频率的第2发送信号；
接收电路，其接收由所述发送电路发送并被一个或多个对象物反射的所述第1发送信号和所述第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号；
处理器；以及
存储器，其储存指令组，该指令组是在通过所述处理器执行的情况下，能够由执行以下动作的所述处理器执行的指令组，
所述雷达装置对从所述接收电路输出的所述第1接收信号和所述第2接收信号分别实施规定的处理，强调或抑制一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物，并输出所得到的信息。
(附记11)
一种雷达装置的对象物检测方法，其特征在于，包含以下步骤：
通过发送电路至少发送具有第1频率的第1发送信号和具有与所述第1频率不同的第2频率的第2发送信号，
通过接收电路接收由所述发送电路发送并被一个或多个对象物反射的所述第1发送信号和所述第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号，
利用具有处理器的系统对从所述接收电路输出的所述第1接收信号和所述第2接收信号分别实施正交解调，
根据与距规定的所述对象物的距离以及所述第1频率或所述第2频率对应的规定的相位角，利用所述系统使所述被正交解调后的所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方在IQ平面上旋转，
利用所述系统对至少一方被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行加法运算或减法运算，
根据加法运算或减法运算的处理结果，利用所述系统检测一个或多个所述对象物，
输出与检测出的一个或多个所述对象物相关的信息。
标号说明
10、10A～10E：雷达装置；
11：控制部；
12：本机振荡部；
13：调制信号生成部；
14：调制部；
15、18：放大部；
16：发送天线；
17：接收天线；
18：放大部；
19：本机频率监视器部；
20：正交解调部；
21：ADC；
22：信号处理部；
23：数据处理部；
31：基带信号生成部；
32：乘法部；
221：运算部；
222：存储部；
223：数据储存部。

Claims (10)

1.一种雷达装置，其特征在于，具有：
发送单元，其至少发送具有第1频率的第1发送信号和具有与所述第1频率不同的第2频率的第2发送信号；
接收单元，其接收由所述发送单元发送并被一个或多个对象物反射的所述第1发送信号和所述第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号；
正交解调单元，其对从所述接收单元输出的所述第1接收信号和所述第2接收信号分别实施正交解调；
旋转单元，其根据与规定的距离以及所述第1频率或所述第2频率对应的规定的相位角，使被正交解调后的所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方在IQ平面上旋转；
处理单元，其对至少一方通过所述旋转单元而被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行加法运算或减法运算；以及
检测单元，其根据所述处理单元的处理结果来检测一个或多个所述对象物。
2.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，
所述处理单元执行对至少一方通过所述旋转单元而被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行加法运算的处理，使得强调一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物。
3.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，
所述处理单元执行对至少一方通过所述旋转单元而被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行减法运算的处理，使得抑制一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物。
4.根据权利要求2或3所述的雷达装置，其特征在于，
所述雷达装置具有存储单元，该存储单元存储有如下信息，该信息表示对于一个或多个所述对象物中的各个对象物而言应当旋转的相位，
所述旋转单元根据所述信息使所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方的相位旋转。
5.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，
所述接收单元接收从所述发送单元泄漏到所述接收单元的所述第1发送信号和所述第2发送信号的泄漏信号而分别作为所述第1接收信号和所述第2接收信号，
所述雷达装置具有存储单元，该存储单元存储有如下信息，该信息表示所述泄漏信号应当旋转的相位的信息，
所述旋转单元根据所述信息使所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方的相位旋转，
所述处理单元执行对至少一方通过所述旋转单元而被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号的差进行计算的处理，使得抑制所述泄漏信号。
6.根据权利要求5所述的雷达装置，其特征在于，
一个或多个所述对象物包括车辆的保险杠。
7.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，
从所述发送单元发送的发送信号是时域中的信号具有多个波峰的多峰型的所述发送信号。
8.根据权利要求7所述的雷达装置，其特征在于，
所述多峰型的所述发送信号具有Sinc函数类的波形。
9.一种雷达装置，其特征在于，所述雷达装置具有：
发送单元，其至少发送具有第1频率的第1发送信号和具有与所述第1频率不同的第2频率的第2发送信号；
接收单元，其接收由所述发送单元发送并被一个或多个对象物反射的所述第1发送信号和所述第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号；
处理单元，其对从所述接收单元输出的所述第1接收信号和所述第2接收信号分别实施规定的处理，强调或抑制一个或多个所述对象物中的规定的所述对象物；以及
输出单元，其输出通过所述处理单元而获得的信息。
10.一种雷达装置的对象物检测方法，其特征在于，包含以下步骤：
发送步骤，在该发送步骤中，至少发送具有第1频率的第1发送信号和具有与所述第1频率不同的第2频率的第2发送信号；
接收步骤，在该接收步骤中，接收在所述发送步骤中被发送并被一个或多个对象物反射的所述第1发送信号和所述第2发送信号以作为第1接收信号和第2接收信号；
正交解调步骤，在该正交解调步骤中，对在所述接收步骤中输出的所述第1接收信号和所述第2接收信号分别实施正交解调；
旋转步骤，在该旋转步骤中，根据与规定的距离以及所述第1频率或所述第2频率对应的规定的相位角，使被正交解调后的所述第1接收信号和所述第2接收信号中的至少一方在IQ平面上旋转；
处理步骤，在该处理步骤中，对在所述旋转步骤中至少一方被旋转了的所述第1接收信号和所述第2接收信号进行加法运算或减法运算；以及
检测步骤，在该检测步骤中，根据所述处理步骤中的处理结果来检测一个或多个所述对象物。
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