CN113785215A - 电子设备、电子设备的控制方法、以及程序 - Google Patents

电子设备、电子设备的控制方法、以及程序 Download PDF

Info

Publication number
CN113785215A
CN113785215A CN202080033873.6A CN202080033873A CN113785215A CN 113785215 A CN113785215 A CN 113785215A CN 202080033873 A CN202080033873 A CN 202080033873A CN 113785215 A CN113785215 A CN 113785215A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
electronic device
transmission
unit
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080033873.6A
Other languages
English (en)
Inventor
佐原彻
村上洋平
川路聪
佐东将行
本间拓也
锦户正光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Publication of CN113785215A publication Critical patent/CN113785215A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/343Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/292Extracting wanted echo-signals
    • G01S7/2921Extracting wanted echo-signals based on data belonging to one radar period
    • G01S7/2922Extracting wanted echo-signals based on data belonging to one radar period by using a controlled threshold
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • G01S7/352Receivers
    • G01S7/354Extracting wanted echo-signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/411Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/414Discriminating targets with respect to background clutter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

电子设备具有:发送天线,发送发送波;接收天线,接收发送波被反射后的反射波;以及控制部。控制部基于作为发送波而被发送的发送信号以及作为反射波而被接收的接收信号,利用恒定虚警率检测目标。控制部在基于接收信号的信号强度的距离方向的分布中,以检查区域为基准在距离方向的远处设置参照区域,基于参照区域中的信号强度的顺序统计量来设定在目标的检测中使用的阈值。

Description

电子设备、电子设备的控制方法、以及程序
相关申请的相互参照
本申请主张2019年5月29日在日本提专利申请的日本特愿2019-100698的优先权,并将该在先申请的公开内容全部援引入本申请用于参照。
技术领域
本公开涉及电子设备、电子设备的控制方法、以及程序。
背景技术
例如,在与汽车相关的产业等领域中,测定本车辆与规定的物体之间的距离等的技术受到重视。特别是,近年来研究了各种通过发送毫米波这样的电波并接收被障碍物等物体反射的反射波,从而测定与物体之间的距离等的雷达(RADAR(Radio Detecting andRanging:无线电探测与测距))的技术。伴随着对驾驶员的驾驶进行辅助的技术以及与使驾驶的一部分或全部自动化的自动驾驶相关的技术的发展,预想测定这样的距离等的技术的重要性将来会越来越大。
另外,提出了各种关于通过接收所发送出的电波被规定的物体反射后的反射波,来检测该物体的存在的技术。例如专利文献1公开了一种FM-CW雷达装置,其对目标物体照射以特定的周期进行了线性调频(FM)的发送信号,通过与来自目标物体的接收信号之差来检测差拍信号,根据该信号的频率分析来进行距离/速度测量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-133144号公报
发明内容
一个实施方式的电子设备具有:发送天线,发送发送波;接收天线,接收所述发送波被反射后的反射波;以及控制部。
所述控制部基于作为所述发送波而被发送的发送信号以及作为所述反射波而被接收的接收信号,利用恒定虚警率检测目标。
所述控制部在基于所述接收信号的信号强度的距离方向的分布中,以检查区域为基准在所述距离方向的远处设置参照区域,基于该参照区域中的信号强度的顺序统计量来设定在所述目标的检测中使用的阈值。
一个实施方式的电子设备的控制方法包括以下的步骤:
(1)从发送天线发送发送波的步骤;
(2)从接收天线接收所述发送波被反射后的反射波的步骤;
(3)基于作为所述发送波而被发送的发送信号以及作为所述反射波而被接收的接收信号,利用恒定虚警率检测目标的步骤;
(4)在基于所述接收信号的信号强度的距离方向的分布中,以检查区域为基准在所述距离方向的远处设置参照区域的步骤;
(5)基于所述参照区域中的信号强度的顺序统计量来设定在所述目标的检测中使用的阈值的步骤。
一个实施方式的程序使计算机执行上述的步骤(1)至(5)。
附图说明
图1是用于说明一个实施方式的电子设备的使用方式的图。
图2是概略性地表示一个实施方式的电子设备的结构的功能框图。
图3是用于说明一个实施方式的发送信号的结构的图。
图4是用于说明一个实施方式的控制部中的处理框的图。
图5是用于说明在一个实施方式的电子设备中执行OS-CFER处理的例子的图。
图6是用于说明在一个实施方式的电子设备中执行OS-CFER处理的例子的图。
图7是用于说明一个实施方式的控制部中的处理例的图。
具体实施方式
在通过接收所发送的发送波被规定的物体反射后的反射波来检测该物体的技术中,期望提高目标的检测精度。本公开的目的在于提供一种能够提高目标的检测精度的电子设备、电子设备的控制方法、以及程序。根据一个实施方式,能够提供一种能提高目标的检测精度的电子设备、电子设备的控制方法、以及程序。以下,参照附图对一个实施方式进行详细说明。
一个实施方式的电子设备例如通过搭载于汽车等的交通工具(移动体),能够将存在于该移动体的周围的规定的物体作为目标进行检测。因此,一个实施方式的电子设备能够从设置于移动体的发送天线向移动体的周围发送发送波。另外,一个实施方式的电子设备能够从设置于移动体的接收天线接收发送波被反射后的反射波。发送天线以及接收天线中的至少一方也可以具有例如设置于移动体的雷达传感器等。
以下,作为典型的例子,对将一个实施方式的电子设备搭载于乘用车等汽车的结构进行说明。然而,搭载有一个实施方式的电子设备的移动体并不限于汽车。一个实施方式的电子设备可以搭载于公共汽车、出租车、卡车、摩托车、自行车、船舶、航空器、直升飞机、拖拉机等农业装置、除雪车、清扫车、巡逻车、急救车、以及无人机等各种移动体。另外,搭载有一个实施方式的电子设备的移动体也不必一定限定于靠自身的动力移动的移动体。例如,搭载有一个实施方式的电子设备的移动体也可以是被拖拉机牵引的拖车部分等。一个实施方式的电子设备在传感器以及规定的物体中的至少一方能够移动的状况下,能够测定传感器与物体之间的距离等。另外,一个实施方式的电子设备即使在传感器以及物体双方静止的情况下,也能够测定传感器与物体之间的距离等。
首先,对基于一个实施方式的电子设备进行的物体的检测的例子进行说明。
图1是用于说明一个实施方式的电子设备的使用方式的图。图1示出了将具有一个实施方式的发送天线以及接收天线的传感器设置于移动体的例子。
在图1所示的移动体100中设置有具有一个实施方式的发送天线以及接收天线的传感器5。另外,设图1所示的移动体100搭载(例如内置)一个实施方式的电子设备1。关于电子设备1的具体的结构,将在后面说明。传感器5可以是具有例如发送天线以及接收天线中的至少一方的传感器。另外,传感器5可以适当地包括电子设备1所含的控制部10(图2)中的至少一部分等其他功能部中的至少任一个。图1所示的移动体100可以是乘用车那样的汽车车辆,也可以是任意类型的移动体。在图1中,移动体100可以例如在图所示的Y轴正方向(行进方向)上移动(行驶或缓行),也可以在其他方向上移动,或者也可以不移动而静止。
如图1所示,在移动体100上设置有具有发送天线的传感器5。在图1所示的例子中,具有发送天线以及接收天线的传感器5在移动体100的前方仅设置有一个。在此,传感器5设置于移动体100的位置并不限于图1所示的位置,也可以适当地设在其他位置。例如,也可以将图1所示的传感器5设置于移动体100的左侧、右侧和/或后方等。另外,这样的传感器5的个数可以根据移动体100中的测定的范围和/或精度等各种的条件(或要求),设为一个以上的任意数量。传感器5也可以设置于移动体100的内部。移动体100的内部可以是例如保险杠内的空间、车身内的空间、前照灯内的空间、或者驾驶室的空间等。
传感器5从发送天线发送电磁波作为发送波。例如,在规定的物体(例如图1所示的物体200)存在于移动体100的周围的情况下,从传感器5发送的发送波中的至少一部分被该物体反射而成为反射波。然后,通过利用例如传感器5的接收天线接收这样的反射波,从而搭载于移动体100的电子设备1能够检测该物体作为目标。
具有发送天线的传感器5典型地可以是收发电波的雷达(RADAR(Radio Detectingand Ranging))传感器。然而,传感器5并不限于雷达传感器。一个实施方式的传感器5也可以是例如基于光波的LIDAR(Light Detection and Ranging(光检测与测距)、LaserImaging Detection and Ranging(激光成像检测与测距))的技术的传感器。这些传感器能够构成为例如包括贴片天线等。由于RADAR以及LIDAR这些技术是已经是公知的,因此适当地简化或省略详细的说明。
搭载于图1所示的移动体100的电子设备1通过接收天线接收从传感器5的发送天线发送的发送波的反射波。这样一来,电子设备1能够检测在距移动体100规定的距离内存在的规定的物体200作为目标。例如,如图1所示,电子设备1能够测定本车辆即移动体100与规定的物体200之间的距离L。另外,电子设备1也能够测定本车辆即移动体100与规定的物体200的相对速度。进而,电子设备1还能够测定来自规定的物体200的反射波到达本车辆即移动体100的方向(到达角θ)。
在此,物体200可以是例如在与移动体100相邻的车道上行驶的对向车、与移动体100并行的汽车、以及在与移动体100相同的车道上行驶的前后的汽车等中的至少任一个。另外,物体200可以是摩托车、自行车、婴儿车、行人、动物、昆虫及其他生命体、护栏、中央隔离带、道路标识、人行道台阶、墙壁、井盖或者障碍物等存在于移动体100的周围的任意的物体。进而,物体200可以移动,也可以停止。例如,物体200也可以是在移动体100的周围停车(parked)或静止(stationary)的汽车等。
在图1中,传感器5的大小与移动体100的大小的比率未必表示实际的比率。另外,在图1中示出了传感器5设置于移动体100的外部的状态。然而,在一个实施方式中,传感器5可以设置于移动体100的各种位置。例如,在一个实施方式中,传感器5也可以设置于移动体100的保险杠的内部,不显现于移动体100的外观。
以下,作为典型的例子,以传感器5的发送天线发送毫米波(30GHz以上)或准毫米波(例如20GHz~30GHz附近)等频带的电波为例进行说明。例如,传感器5的发送天线也可以发送如77GHz~81GHz那样具有4GHz的频带宽度的电波。
图2是概略性地表示一个实施方式的电子设备1的结构例的功能框图。以下,对一个实施方式的电子设备1的结构的一例进行说明。
在通过毫米波方式的雷达测定距离等时,大多使用调频连续波雷达(以下,表述为FMCW雷达(Frequency Modulated Continuous Wave radar))。FMCW雷达对发送的电波的频率进行扫描而生成发送信号。因此,例如在使用79GHz的频带的电波的毫米波方式的FMCW雷达中,使用的电波的频率例如为77GHz~81GHz那样,具有4GHz的频带宽度。79GHz的频带的雷达的特征在于,例如比起24GHz、60GHz、76GHz的频带等其他毫米波/准毫米波雷达,能够使用的频带宽度更宽。以下,以例子对这样的实施方式进行说明。
如图2所示,一个实施方式的电子设备1由传感器5和ECU(Electronic ControlUnit:电子控制单元)50构成。ECU50控制移动体100的各种动作。ECU50可以由至少一个以上的ECU构成。一个实施方式的电子设备1具有控制部10。另外,一个实施方式的电子设备1也可以适当地包括发送部20、接收部30A~30D、以及存储部40等中的至少任一个这样的其他功能部。如图2所示,电子设备1可以具有如接收部30A~30D那样的多个接收部。以下,在不区分接收部30A、接收部30B、接收部30C、接收部30D的情况下,简称为“接收部30”。
控制部10可以具有距离FFT处理部11、距离检测判定部12、速度FFT处理部13、速度检测判定部14、到达角推定部15、以及物体检测部16。关于控制部10所含的这些功能部在后面进一步说明。
如图2所示,发送部20可以具有信号生成部21、合成器22、相位控制部23A和23B、放大器24A和24B、以及发送天线25A和25B。以下,在不区分相位控制部23A和相位控制部23B的情况下,简称为“相位控制部23”。另外,以下,在不区分放大器24A和放大器24B的情况下,简称为“放大器24”。另外,以下,在不区分发送天线25A和发送天线25B的情况下,简称为“发送天线25”。
如图2所示,接收部30可以具有各自对应的接收天线31A~31D。以下,在不区分接收天线31A、接收天线31B、接收天线31C、接收天线31D的情况下,简称为“接收天线31”。另外,如图2所示,多个接收部30可以分别具有LNA32、混合器33、IF部34、以及AD转换部35。接收部30A~30D可以分别设为相同的结构。在图2中,作为代表例,仅概略性地示出了接收部30A的结构。
上述的传感器5可以具有例如发送天线25以及接收天线31。另外,传感器5也可以适当地包括控制部10等其他功能部中的至少任一个。
一个实施方式的电子设备1所具备的控制部10以控制构成电子设备1的各功能部为代表,能够进行电子设备1整体的动作的控制。控制部10为了提供用于执行各种功能的控制以及处理能力,可以包括例如CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)那样的至少一个处理器。控制部10可以统一由一个处理器来实现,也可以由几个处理器来实现,还可以由各自单独的处理器来实现。处理器可以实现为单个集成电路。集成电路也称为IC(Integrated Circuit)。处理器可以作为多个可通信地连接的集成电路以及分立电路来实现。处理器可以基于其他各种已知的技术来实现。在一个实施方式中,控制部10可以构成为例如CPU以及由该CPU执行的程序。控制部10也可以适当地包括控制部10的动作所需的存储器。
存储部40可以存储有在控制部10中执行的程序以及在控制部10中执行的处理的结果等。另外,存储部40也可以作为控制部10的工作存储器发挥功能。存储部40例如能够由半导体存储器或磁盘等构成,但不限定于此,能够设为任意的存储装置。另外,例如,存储部40也可以是插入本实施方式的电子设备1的存储器卡那样的存储介质。另外,如上所述,存储部40也可以是作为控制部10使用的CPU的内部存储器。
在一个实施方式中,存储部40可以存储用于设定基于从发送天线25发送的发送波T以及从接收天线31接收的反射波R来检测物体的范围的各种参数。
在一个实施方式的电子设备1中,控制部10能够控制发送部20以及接收部30中的至少一方。在该情况下,控制部10可以基于存储于存储部40的各种信息,来控制发送部20以及接收部30中的至少一方。另外,在一个实施方式的电子设备1中,控制部10也可以指示信号生成部21生成信号、或者控制信号生成部21生成信号。
信号生成部21通过控制部10的控制,生成从发送天线25作为发送波T发送的信号(发送信号)。信号生成部21在生成发送信号时,例如可以基于控制部10的控制,来分配发送信号的频率。具体而言,信号生成部21可以按照由参数设定部16设定的参数来分配发送信号的频率。例如,信号生成部21通过从控制部10(参数设定部16)接收频率信息,从而生成例如77~81GHz那样的频带的规定的频率的信号。信号生成部21可以构成为包括例如电压控制振荡器(VCO)那样的功能部。
信号生成部21可以构成为具有该功能的硬件,也可以由例如微型计算机等构成,也可以构成为例如CPU那样的处理器以及由该处理器执行的程序等。以下说明的各功能部可以构成为具有该功能的硬件,在可能的情况下,也可以例如由微型计算机等构成,也可以构成为例如CPU那样的处理器以及由该处理器执行的程序等。
在一个实施方式的电子设备1中,信号生成部21例如可以生成线性调频信号(chirp signal)那样的发送信号(发送线性调频信号)。特别是,信号生成部21也可以生成频率周期性线性变化的信号(线形线性调频信号(linear chirp signal))。例如,信号生成部21也可以生成频率随着时间的经过而周期性地从77GHz线性增大至81GHz的线性调频信号。另外,例如,信号生成部21也可以生成频率随着时间的经过而周期性地重复从77GHz至81GHz的线性增大(向上线性调频)以及减少(向下线性调频)的信号。信号生成部21所生成的信号例如可以在控制部10中预先设定。另外,信号生成部21所生成的信号例如也可以预先存储于存储部40等中。由于在雷达那样的技术领域中使用的线性调频信号是已知的,因此适当地简化或省略更详细的说明。由信号生成部21生成的信号向合成器22供给。
图3是用于说明信号生成部21所生成的线性调频信号的例子的图。
在图3中,横轴表示经过的时间,纵轴表示频率。在图3所示的例子中,信号生成部21生成频率周期性地线形变化的线形线性调频信号。在图3中,将各线性调频信号表示为c1、c2、…、c8。如图3所示,在各个线性调频信号中,随着时间的经过而频率线形地增大。
在图3所示的例子中,包含c1、c2、…、c8这样的八个线性调频信号,作为一个子帧。即,图3所示的子帧1以及子帧2等分别构成为包括c1、c2、…、c8这样的八个线性调频信号。另外,在图3所示的例子中,包括子帧1~子帧16这样的16个子帧,作为一个帧。即,图3所示的帧1以及帧2等分别构成为包括16个子帧。另外,如图3所示,在帧彼此之间也可以包含规定的长度的帧间隔。图3所示的一个帧例如可以设为30毫米秒至50毫米秒左右的长度。
在图3中,帧2以后也可以采用同样的结构。另外,在图3中,帧3以后也可以采用同样的结构。在一个实施方式的电子设备1中,信号生成部21可以生成发送信号作为任意数量的帧。另外,在图3中省略一部分的线性调频信号而示出。这样,信号生成部21所生成的发送信号的时间与频率的关系例如可以存储于存储部40等。
这样,一个实施方式的电子设备1可以发送由包含多个线性调频信号的子帧构成的发送信号。另外,一个实施方式的电子设备1可以发送由包含规定数量的子帧的帧构成的发送信号。
以下,对电子设备1发送图3所示的帧结构的发送信号为例进行说明。然而,图3所示的帧结构只是一例,例如一个子帧所含的线性调频信号并不限定于八个。在一个实施方式中,信号生成部21可以生成包含任意数量(例如任意的多个)的线性调频信号的子帧。另外,图3所示的子帧结构也只是一例,例如一个帧所含的子帧并不限定于16个。在一个实施方式中,信号生成部21可以生成包含任意数量(例如任意的多个)的子帧的帧。信号生成部21可以生成不同频率的信号。信号生成部21也可以生成频率f各不相同的带宽的多个离散的信号。
返回图2,合成器22使信号生成部21所生成的信号的频率上升至规定的频带的频率。合成器22可以使信号生成部21所生成的信号的频率上升至作为从发送天线25发送的发送波T的频率而选择的频率。作为从发送天线25发送的发送波T的频率而选择的频率也可以例如由控制部10来设定。例如,作为从发送天线25发送的发送波T的频率而选择的频率可以设为由参数设定部16选择的频率。另外,作为从发送天线25发送的发送波T的频率而选择的频率也可以例如存储于存储部40中。通过合成器22而使得频率提升的信号被供给至相位控制部23以及混合器33。在相位控制部23为多个的情况下,通过合成器22而使得频率提升的信号可以分别被供给至多个相位控制部23。另外,在接收部30为多个的情况下,通过合成器22而使得频率提升的信号可以被供给至多个接收部30中的各个混合器33。
相位控制部23控制从合成器22供给的发送信号的相位。具体而言,相位控制部23可以例如基于控制部10的控制,通过适当地提前或延迟从合成器22供给的信号的相位,来调整发送信号的相位。在该情况下,相位控制部23也可以基于从多个发送天线25发送的各个发送波T的路径差,来调整各个发送信号的相位。相位控制部23通过适当地调整各个发送信号的相位,从而从多个发送天线25发送的发送波T在规定的方向上相互增强而形成波束(波束成形)。在该情况下,波束成形的方向与多个发送天线25分别发送的发送信号的应控制的相位量的相关关系例如可以存储于存储部40中。由相位控制部23进行了相位控制的发送信号被供给至放大器24。
放大器24例如基于控制部10的控制而对从相位控制部23供给的发送信号的功率(power)进行放大。在传感器5具有多个发送天线25的情况下,多个放大器24可以例如基于控制部10的控制而分别对从多个相位控制部23中分别对应的相位控制部23供给的发送信号的功率(功率)进行放大。由于使发送信号的功率放大的技术本身是已知的,因此省略更详细的说明。放大器24与发送天线25连接。
发送天线25将由放大器24放大后的发送信号作为发送波T输出(发送)。在传感器5具有多个发送天线25的情况下,多个发送天线25可以将由多个放大器24中分别对应的放大器24放大后的发送信号分别作为发送波T输出(发送)。发送天线25能够与已知的雷达技术中使用的发送天线同样地构成,因此省略更详细的说明。
这样一来,一个实施方式的电子设备1具有发送天线25,能够从发送天线25发送发送信号(例如发送线性调频信号)作为发送波T。在此,构成电子设备1的各功能部中的至少一个可以收纳于一个框体。另外,在该情况下,该一个框体可以为无法容易地打开的结构。例如,构成为发送天线25、接收天线31、放大器24被收纳于一个框体并且该框体不容易被打开。进而,在此,在传感器5设置于汽车这样的移动体100的情况下,发送天线25也可以例如经由雷达罩这样的罩构件,向移动体100的外部发送发送波T。在该情况下,雷达罩可以由例如合成树脂或橡胶这样的使电磁波通过的物质构成。该雷达罩也可以是例如传感器5的壳体。通过用雷达罩这样的构件覆盖发送天线25,能够降低发送天线25因与外部的接触而破损或产生不良的风险。另外,上述雷达罩以及壳体有时被称为天线罩。
图2所示的电子设备1以具有两个发送天线25为例而示出。然而,在一个实施方式中,电子设备1也可以具有任意数量的发送天线25。另一方面,在一个实施方式中,电子设备1在从发送天线25发送的发送波T在规定方向上形成波束的情况下,可以具有多个发送天线25。在一个实施方式中,电子设备1可以具有任意的多个发送天线25。在该情况下,电子设备1可以具有与多个发送天线25分别对应的多个相位控制部23以及多个放大器24。然后,多个相位控制部23可以分别控制从合成器22供给并从多个发送天线25发送的多个发送波的相位。另外,多个放大器24可以分别对从多个发送天线25发送的多个发送信号的功率进行放大。另外,在该情况下,传感器5可以构成为包括多个发送天线。这样,在图2所示的电子设备1具有多个发送天线25的情况下,可以构成为分别包括从该多个发送天线25发送发送波T所需的多个功能部。
接收天线31接收反射波R。反射波R是发送波T被规定的物体200反射后的波。接收天线31可以构成为包括例如接收天线31A~接收天线31D那样的多个天线。由于接收天线31能够与已知的雷达技术中使用的接收天线同样地构成,因此省略更详细的说明。接收天线31与LNA32连接。基于由接收天线31接收到的反射波R的接收信号被供给至LNA32。
一个实施方式的电子设备1能够从多个接收天线31接收例如作为线性调频信号这样的发送信号(发送线性调频信号)而发送的发送波T被规定的物体200反射后的反射波R。这样,在发送作为发送波T的发送线性调频信号的情况下,基于接收到的反射波R的接收信号被记作接收线性调频信号。即,电子设备1从接收天线31接收接收信号(例如接收线性调频信号)作为反射波R。在此,在传感器5设置于汽车这样的移动体100的情况下,接收天线31也可以经由例如雷达罩这样的罩构件从移动体100的外部接收反射波R。在该情况下,雷达罩可以例如由合成树脂或橡胶这样的使电磁波通过的物质构成。该雷达罩也可以是例如传感器5的壳体。通过用雷达罩这样的构件覆盖接收天线31,能够降低接收天线31因与外部的接触而破损或产生不良的风险。另外,上述雷达罩以及壳体有时也被称为天线罩。
另外,在接收天线31设置在发送天线25的附近的情况下,也可以构成为将它们一并包括在一个传感器5中。即,在一个传感器5中,例如可以包括至少一个发送天线25以及至少一个接收天线31。例如,一个传感器5也可以包括多个发送天线25以及多个接收天线31。在这种情况下,例如也可以利用一个雷达罩这样的罩构件覆盖一个雷达传感器。
LNA32将基于由接收天线31接收到的反射波R的接收信号以低噪声进行放大。LNA32可以是低噪声放大器(Low Noise Amplifier),将从接收天线31供给的接收信号以低噪声放大。由LNA32放大的接收信号向混合器33供给。
混合器33将从LNA32供给的RF频率的接收信号与从合成器22供给的发送信号混合(相乘),由此生成差拍信号。由混合器33混合的差拍信号被供给至IF部34。
IF部34通过对从混合器33供给的差拍信号进行频率转换,从而使差拍信号的频率降低至中间频率(IF(Intermediate Frequency:中频)频率)。通过IF部34降低了频率的差拍信号被供给至AD转换部35。
AD转换部35对从IF部34供给的模拟的差拍信号进行数字化。AD转换部35可以由任意的模拟-数字转换电路(Analog to Digital Converter(ADC))构成。通过AD转换部35进行数字化后的差拍信号向控制部10的距离FFT处理部11供给。在接收部30是多个的情况下,通过多个AD转换部35进行数字化后的各个差拍信号可以被供给至距离FFT处理部11。
距离FFT处理部11基于从AD转换部35供给的差拍信号,推定搭载了电子设备1的移动体100与物体200之间的距离。距离FFT处理部11可以包括例如进行快速傅里叶变换的处理部。在该情况下,距离FFT处理部11由进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform(FFT))处理的任意的电路或芯片等构成。
距离FFT处理部11对由AD转换部35进行数字化后的差拍信号进行FFT处理(以下,适当地表述为“距离FFT处理”)。例如,距离FFT处理部11可以对从AD转换部35供给的复信号进行FFT处理。由AD转换部35进行数字化后的差拍信号能够表示为信号强度(功率)的时间变化。距离FFT处理部11通过对这样的差拍信号进行FFT处理,能够表示为与各频率对应的信号强度(功率)。距离FFT处理部11也可以在通过距离FFT处理而得到的结果中峰值为规定的阈值以上的情况下,判断为规定的物体200存在于与该峰值对应的距离。例如,如基于恒虚警率(CFAR(Constant False Alarm Rate))检测处理那样,已知一种在根据外乱信号的平均功率或振幅检测到阈值以上的峰值的情况下,判断是否存在反射发送波的物体(反射物体)的方法。
这样,一个实施方式的电子设备1基于作为发送波T而发送的发送信号以及作为反射波R而接收的接收信号,能够将反射发送波T的物体200作为目标进行检测。
距离FFT处理部11基于一个线性调频信号(例如图3所示的c1),能够推定与规定的物体之间的距离。即,通过进行距离FFT处理,电子设备1能够测定(推定)图1所示的距离L。通过对差拍信号进行FFT处理,测定(推定)与规定的物体之间的距离的技术本身是公知,因此适当地简化或省略更详细的说明。由FFT处理部11进行了距离FFT处理的结果(例如距离的信息)可以向距离检测判定部12供给。另外,由距离FFT处理部11进行了距离FFT处理的结果可以向速度FFT处理部13和/或物体检测部16等供给。
距离检测判定部12基于由距离FFT处理部11进行了距离FFT处理的结果,进行针对距离的判定处理。例如,具体而言,在由距离FFT处理部11进行了距离FFT处理的结果中的峰值为规定的阈值以上的情况下,距离检测判定部12可以判定为在该距离处存在物体。这样,距离检测判定部12判定在规定的距离处是否检测到了目标。关于距离检测判定部12,将在后面说明。
速度FFT处理部13基于由距离FFT处理部11进行了距离FFT处理后的差拍信号,来推定搭载于电子设备1的移动体100与物体200的相对速度。速度FFT处理部13可以包括例如进行快速傅里叶变换的处理部。在该情况下,速度FFT处理部13可以由进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform(FFT))处理的任意的电路或芯片等构成。
速度FFT处理部13对由距离FFT处理部11进行了距离FFT处理的差拍信号进一步进行FFT处理(以下,适当地称为“速度FFT处理”)。例如,速度FFT处理部13可以对从距离FFT处理部11供给的复信号进行FFT处理。速度FFT处理部13基于线性调频信号的子帧(例如图3所示的子帧1),能够推定与规定的物体的相对速度。如上所述,当对差拍信号进行距离FFT处理时,能够生成多个矢量。通过求出对这些多个矢量进行了速度FFT处理的结果中的峰值的相位,能够推定与规定的物体的相对速度。即,通过进行速度FFT处理,电子设备1能够测定(推定)图1所示的移动体100与规定的物体200的相对速度。通过对进行了距离FFT处理的结果进行速度FFT处理,测定(推定)与规定的物体的相对速度的技术本身是公知的,因此适当地简化或省略更详细的说明。由速度FFT处理部13进行了速度FFT处理的结果(例如速度的信息)可以被供给至速度检测判定部14。另外,由速度FFT处理部13进行了速度FFT处理的结果可以被供给至到达角推定部15和/或物体检测部16等。
速度检测判定部14基于由速度FFT处理部13进行了速度FFT处理后的结果,进行针对速度的判定处理。例如,具体而言,在由速度FFT处理部13进行了速度FFT处理后的结果中的峰值为规定的阈值以上的情况下,速度检测判定部14可以判定为在该速度下存在物体。这样,速度检测判定部14判定在规定的速度下是否检测到了目标。关于速度检测判定部12,将在后面说明。
到达角推定部15基于由速度FFT处理部13进行了速度FFT处理的结果,来推定反射波R从规定的物体200到达的方向。电子设备1通过从多个接收天线31接收反射波R,能够推定反射波R到达的方向。例如,设多个接收天线31以规定的间隔配置。在该情况下,从发送天线25发送的发送波T被规定的物体200反射而成为反射波R,以规定的间隔配置的多个接收天线31分别接收反射波R。而且,到达角推定部15基于多个接收天线31分别接收到的反射波R的相位以及各自的反射波R的路径差,能够推定反射波R到达接收天线31的方向。即,电子设备1基于进行了速度FFT处理的结果,能够测定(推定)图1所示的到达角θ。
基于进行了速度FFT处理的结果,来推定反射波R到达的方向的技术被各种提出。例如,作为已知的到达方向推定的算法,已知有MUSIC(MUltiple SIgnal Classification:多重信号分类)、以及ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via RotationalInvariance Technique:通过旋转不变性技术估计信号参数)等。因此,关于公知的技术则适当地简化或省略更详细的说明。由到达角推定部15推定出的到达角θ的信息(角度信息)可以被供给至物体检测部16。
物体检测部16基于从距离FFT处理部11、速度FFT处理部13、以及到达角推定部15中的至少任一个供给的信息,检测存在于发送波T的发送范围的物体。物体检测部16也可以基于所供给的距离的信息、速度的信息、以及角度信息进行例如聚类处理,由此进行物体检测。作为对数据进行聚类时使用的算法,已知有例如DBSCAN(Density-based spatialclustering of applications with noise,具有噪声的基于密度的空间聚类)等。在聚类处理中,例如,也可以计算构成检测出物体的点的平均功率。在物体检测部16中检测出的物体的距离的信息、速度的信息、角度信息、以及功率的信息可以向检测范围确定部15供给。另外,在物体检测部16中检测出的物体的距离的信息、速度的信息、角度信息、以及功率的信息也可以向ECU50供给。在该情况下,在移动体100是汽车的情况下,也可以使用例如CAN(Controller Area Network:控制器区域网络)这样的通信接口进行通信。
一个实施方式的电子设备1所具备的ECU50以控制构成移动体100的各功能部为代表,能够进行移动体100整体的动作的控制。ECU50为了提供用于执行各种功能的控制以及处理能力,例如可以包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)这样的至少一个处理器。ECU50可以统一由一个处理器来实现,也可以由几个处理器来实现,也可以由各自单独的处理器来实现。处理器可以实现为单个集成电路。集成电路也称为IC(IntegratedCircuit)。处理器可以作为多个可通信地连接的集成电路以及分立电路来实现。处理器可以基于其他各种已知的技术来实现。在一个实施方式中,ECU50可以构成为例如CPU以及由该CPU执行的程序。ECU50也可以适当地包括ECU50的动作所需的存储器。另外,控制部10的功能的至少一部可以设为ECU50的功能,ECU50的功能的至少一部也可以设为控制部10的功能。
图2所示的电子设备1具有两个发送天线25以及四个接收天线31。然而,一个实施方式的电子设备1也可以具有任意数量的发送天线25以及任意数量的接收天线31。例如,通过具有两个发送天线25以及四个接收天线31,能够认为电子设备1具备由八根天线虚拟地构成的虚拟天线阵列。这样,电子设备1也可以例如通过使用虚拟八根天线,来接收图3所示的16个子帧的反射波R。
接着,对基于一个实施方式的电子设备1进行的目标检测处理进行说明。
如上所述,一个实施方式的电子设备1将发送波从发送天线发送,从接收天线接收反射波,该反射波为发送波被作为目标的物体和/或杂物等反射后的波。然后,一个实施方式的电子设备1基于发送信号和/或接收信号,能够将反射发送波的物体作为目标进行检测。
在一般的FM-CW雷达的技术中,基于对从接收信号提取出差拍频率而得到的信号进行快速傅里叶变换处理等后的结果,能够判定是否存在目标。在此,在从接收信号提取差拍频率并进行快速傅里叶变换处理等后的结果中,也包含由杂波(无用反射成分)等引起的噪声(噪声)的成分。因此,也可以从对接收信号进行了处理后的结果中去除噪声成分,执行用于仅提取目标的信号的处理。
作为判定是否存在目标的方法,有一种方式(threshold detection:阈值检测方式),即,在接收信号的输出中设定阈值,在反射信号的强度超过该阈值的情况下视为存在目标。若采用该方式,则在杂波的信号强度超过该阈值的情况下也判定为目标,发出所谓的“虚警报”。该杂波的信号强度是否超过阈值是概率问题。该杂波的信号强度超过阈值的概率被称为“虚警报概率”。作为用于将该虚警报概率抑制得较低的方法,能够使用恒定虚警率(Constant False Alarm Rate)。
以下,将恒定虚警率(Constant False Alarm Rate)简称为CFAR。在CFAR中,采用了噪声的信号强度(振幅)遵循瑞利(Rayleigh)分布的假设。基于该假设,如果固定一个权重,该权重用于计算在判定是否检测到了目标中所使用的阈值,则无论噪声的振幅如何,目标检测的错误率在理论上均是恒定的。
作为一般的雷达的技术中的CFAR,已知一种单元平均恒虚警(Cell AveragingCFAR,以下也称为CA-CFAR)的方式。在CA-CFAR中,实施了规定的处理的接收信号的信号强度的值(例如振幅值)可以以一定的采样周期依次被输入移位寄存器。该移位寄存器在中央具有检查单元(cell under test),在该检查单元的两侧分别具有多个参照单元(reference cell)。每当信号强度的值被输入移位寄存器时,以前输入的信号强度的值从移位寄存器的一端侧(例如左端侧)向另一端侧(例如右端侧)的单元一个一个地移动。另外,与输入的时刻同步地,参照单元的各值被平均化。这样得到的平均值乘以规定的权重,被计算为阈值。在检查单元的值大于这样计算出的阈值的情况下,直接输出检查单元的值。另一方面,在检查单元的值不大于计算出的阈值的情况下,输出0(零)值。这样,在CA-CFAR中,根据参照单元的平均值来计算阈值,进而判定是否存在目标,从而能够得到检测结果。
在CA-CFAR中,例如,在多个目标彼此接近地的情况下,由于算法的性质,在目标的附近计算出的阈值变大。因此,尽管具有足够的信号强度,也可能检测不到目标。同样地,在存在杂波阶跃的情况下,在该杂波阶跃的附近计算出的阈值变大。在该情况下,也可能检测不到位于杂波阶跃的附近的小的目标。
相对于上述CA-CFAR,有一种有序统计恒虚警(Order Statistic CFAR,以下也称为OS-CFAR)的方法,其根据参照单元中的值的中位数(中间值)或者将参照单元中的值按从小到大的顺序进行排序时的规定序数的值而得到阈值。OS-CFER是基于顺序统计(orderedstatistics)来设定阈值,在超过该阈值的情况下判定为存在目标的方法。根据该OS-CFAR,能够应对如上所述的CA-CFAR中的问题点。OS-CFAR能够通过执行与CA-CFAR部分不同的处理来实现。
以下,对在一个实施方式的电子设备1中执行OS-CFAR处理的例子进一步进行说明。
一个实施方式的电子设备1可以在例如图2所示的控制部10的距离检测判定部12和/或速度检测判定部14中,进行OS-CFAR处理。以下,参照图4,对在距离检测判定部12中进行OS-CFAR处理的情况的例子进行说明。速度检测判定部14中的OS-CFAR处理也可以同样地进行。
如图2中说明的那样,在一个实施方式的电子设备1中,由信号生成部21生成的线性调频信号的频率上升至由合成器22选择出的频带的频率。之后,频率上升后的线性调频信号经由相位控制部23以及放大器24等从发送天线25发送。另外,被反射物体反射后的线性调频信号经由接收天线31以及LNA32之后,在混合器33中与发送信号相乘后,经由IF部34,由AD转换部35接收。在AD转换部35中接收到的复信号在距离FFT处理部11中进行距离FFT处理。
在一个实施方式中,距离检测判定部12可以对由距离FFT处理部11进行了距离FFT处理后的信号执行OS-CFAR处理。图4用于说明一个实施方式的电子设备1的控制部10中的处理的框图。更详细而言,图4是用于说明在控制部10的距离检测判定部12中执行OS-CFAR处理的电路逻辑的一例的图。为了执行OS-CFAR处理,如图4所示,距离检测判定部12可以包括移位寄存器121、排序部122、数据选择部123、阈值计算部124、权重设定部125、以及检测判定部126。
在OS-CFAR中,与CA-CFAR的情况同样地,以一定的采样周期对移位寄存器121依次地输入实施了规定的处理的接收信号的信号强度的值。每当信号强度的值被输入至移位寄存器121,以前输入的信号强度的值可以从移位寄存器121的一端侧(例如左端侧)向另一端侧(例如右端侧)的单元一个一个地移动。这样,在一个实施方式中,(距离检测判定部12的)移位寄存器121可以通过先入先出的方式将以规定的采样周期从一端输入的基于接收信号的信号强度朝向另一端移位。
如图4所示,移位寄存器121可以在中央的检查区域具有检查单元T。以下,将配置有检查单元T的区域也称为“检查区域”。另外,移位寄存器121可以在检查单元T的两侧的保护区域分别具有保护单元G。在图4中,保护单元G分别作为连续的两个单元而示出,但保护单元G的个数可以是任意的。以下,配置有保护单元G的区域也称为“保护区域”。进而,移位寄存器121在各个保护单元G的外侧的参照区域分别具有多个参照单元R。在图4中,参照单元R分别作为连续的四个单元而示出,但参照单元R的个数可以是任意的。以下,将配置有参照单元R的区域也称为“参照区域”。这样,在一个实施方式中,控制部10(距离检测判定部12的移位寄存器121)也可以在检查区域与参照区域之间设置保护区域。另外,如上所述,在一个实施方式中,移位寄存器121可以包括检查区域中的检查单元T以及参照区域中的参照单元R。
排序部122将从各个参照单元R输出的值按照从小到大的顺序排序。排序部122可以由例如任意的排序电路等构成。排序部122可以与向移位寄存器121输入信号强度的时刻同步地,将参照单元R的值按从小到大的顺序进行排序。这样,在一个实施方式中,控制部10(距离检测判定部12)也可以具有排序部122,该排序部122将从移位寄存器121中的参照单元R输出的信号强度按从小到大的顺序排序
数据选择部123可以选择并取出由排序部122排序后的值中的、规定的位置(例如从小的一方算起的规定序数)的值。这样,在一个实施方式中,控制部10(距离检测判定部12)也可以具有数据选择部123,该数据选择部123选择由排序部122排序的信号强度中的、规定序数的信号强度。
阈值计算部124可以通过对由数据选择部123选择出的值乘以规定的权重,计算阈值Th。在该情况下,权重设定部125也可以通过对由数据选择部123选择出的值乘以例如规定的权重M来计算阈值Th。这样,在一个实施方式中,控制部10(距离检测判定部12)也可以具有阈值计算部124,该阈值计算部124基于由数据选择部123选择出的信号强度,设定在目标的检测中使用的阈值。
检测判定部126将试验单元T中的信号强度的值A的大小与由阈值计算部124计算出的阈值Th进行比较。在试验单元T中的信号强度的值A大于阈值Th的情况下,检测判定部126直接输出试验单元T中的信号强度的值A,作为检测结果。另一方面,在试验单元T中的信号强度的值A不大于阈值Th的情况下,检测判定部126输出零,作为检测结果。这样,在一个实施方式中,控制部10(距离检测判定部12的检测判定部126)可以基于检查区域中的检查单元T的信号强度A和阈值Th,判定目标的存在与否。
在OS-CFAR中,根据排序后的信号强度中的规定位置(例如从小到大的顺序起的规定序数)的值来计算阈值,能够抑制基于反射波的信号对阈值的计算造成的影响。因此,在OS-CFAR中,能够抑制在目标的附近阈值上升。另外,在OS-CFAR中,能够抑制在杂波阶跃的附近阈值上升。
在一个实施方式的电子设备1中,通过由距离FFT处理部11对由AD转换部35进行数字化后的差拍信号进行距离FFT处理,从而得到信号强度(功率)的距离方向的分布。在该情况下,如图5所示,移位寄存器121的右侧可以设为与距电子设备1的传感器5较远的距离对应。另外,移位寄存器121的左侧可以设为与距电子设备1的传感器5较近的距离对应。图5是用于说明在一个实施方式的电子设备1中执行OS-CFER处理的例子的图。在图5中,检查单元T、保护单元G、以及参照单元R的配置与图4所示的例子处于相同的方式。
根据上述的OS-CFAR,一个实施方式的电子设备1能够进行距离检测的判定。即,一个实施方式的电子设备1的控制部10基于从参照单元R中的信号强度(功率)中的较低的一方起的规定序数(例如第K序数)的值来计算距离阈值Th。然后,如果检查单元T中的信号强度的值A大于距离阈值Th,则一个实施方式的电子设备1的控制部10能够判定为在检查区域存在目标。
这样一来,在判定为存在目标的距离处,控制部10的速度FFT处理部13可以对多个线性调频信号进行速度FFT处理。另外,速度检测判定部14可以与上述的距离检测判定部12同样地进行速度检测的判定。在该情况下,如图6所示,移位寄存器121的下侧可以设为对应于电子设备1的传感器5与目标的相对速度较快的区域。另外,如图6所示,移位寄存器121的上侧可以设为对应于电子设备1的传感器5与目标的相对速度较慢的区域。图6是用于说明在一个实施方式的电子设备1中执行OS-CFER处理的例子的图。在图6中虽然配置有检查单元T、保护单元G、以及参照单元R,但图6所示的配置只是一例。这样,一个实施方式的电子设备1能够进行基于速度方向的恒定虚警率的速度检测的判定。
在图5所示的移位寄存器121中,多个参照单元R在距离方向上连续地配置。在OS-CFAR中,如果如图5所示的移位寄存器121那样地配置参照单元R,则根据情况预计无法正确地检测到目标。
例如,设想在想要将具备车载雷达的本车辆从行驶车道向超车车道进行车道变更的情况下,使用车载雷达来检测存在于本车辆的后方的其他车辆。在此,设卡车这样的比较长的车辆正行驶在本车辆的后方。在该情况下,基于大的(长的)干扰物(卡车)的反射波的信号强度将会在移位寄存器121的参照区域(参照单元R)的距离方向上被连续地检测。因此,车载雷达会将该卡车作为目标检测。然而,假设在与该卡车行驶的车道相邻的车道上,例如有其他小型车辆等并行驶来。
在这样的情况下,即使想要将与卡车并行的小型车辆等作为目标进行检测,配置有参照单元R的参照区域也会成为与基于被卡车反射的反射波的信号强度对应的区域。在这样的状况下,通过增加噪声功率,从而检查区域的检查单元T中的信号强度的值A将不超过阈值Th。因此,预想车载雷达无法将该小型车辆作为目标来进行检测。
另外,基于反射波的信号强度(功率)存在距雷达的距离越近则越大的倾向。因此,当参照比目标更加靠近的近侧时,噪声功率变高,因此,检查区域的检查单元T中的信号强度的值A将不超过阈值Th。在这种情况下,预想车载雷达无法将对象作为目标来进行检测。
为了应对这种状况,一个实施方式的电子设备1在移位寄存器121中变更参照区域(参照单元R)的配置。以下,对一个实施方式的电子设备1利用恒定虚警率检测目标的情况进行说明。
图7是表示一个实施方式的电子设备1的移位寄存器121中的参照区域(参照单元R)的配置的例子的图。在图7中虽然配置有检查单元T、保护单元G、以及参照单元R,但图7所示的配置也只是一例。图7与图5同样地,移位寄存器121的右侧与距电子设备1的传感器5较远的距离对应,移位寄存器121的左侧与距电子设备1的传感器5较近的距离对应。
如图7所示,一个实施方式的电子设备1的移位寄存器121在距离检查区域(检查单元T)较远处配置参照区域(参照单元R)。即,一个实施方式的电子设备1的移位寄存器121也可以在距离检查区域较近处不配置参照区域。图7所示的移位寄存器121在与较近的距离对应的区域内不配置参照区域,在与较远的距离对应的区域内配置参照区域。此外,本公开的电子设备1也可以在距离检查区域较近处配置参照区域。
另外,如图7所示,一个实施方式的电子设备1的移位寄存器121也可以间歇地配置参照区域(参照单元R)。即,一个实施方式的电子设备1的移位寄存器121也可以不使参照单元R连续地配置。图7所示的移位寄存器121不连续地而是间歇地配置参照单元R。在图7所示的例子中,参照单元R间歇地配置有七个。然而,参照单元R的配置的数量例如根据目标检测的方式或要求的精度等,可以是任意的数量。另外,在图7所示的例子中,参照单元R每隔一个地配置。然而,间歇地配置参照单元R的间隔例如根据目标检测的方式或要求的精度等,任意地设置。另外,各参照单元R的配置间隔可以是任意的间隔,各参照单元R的配置间隔可以是等间隔或者也可以分别为各不同的间隔等。
如图7所示,移位寄存器121与图5情况同样地,可以在检查单元T的两侧的保护区域分别具有保护单元G。这样,控制部10(距离检测判定部12的移位寄存器121)也可以在检查区域(检查单元T)与参照区域(参照单元R)之间设置保护区域(保护单元G)。另外,在一个实施方式中,控制部10(距离检测判定部12的移位寄存器121)也可以以检查区域(检查单元T)为基准在距离方向的较近处设置与检查区域(检查单元T)相邻的保护区域(保护单元G)。
在一个实施方式的电子设备1中,如上所述地配置参照区域之后,根据上述的OS-CFAR,一个实施方式的电子设备1能够进行距离检测的判定。即,一个实施方式的电子设备1的控制部10基于参照单元R中的信号强度(功率)中的较低的一方起的规定序数(例如第K序数)的值来计算距离阈值Th。然后,若检查单元T中的信号强度的值A大于距离阈值Th,则一个实施方式的电子设备1的控制部10能够判定为在检查区域内存在目标。
如上所述,在这样判定为存在目标的距离内,控制部10的速度FFT处理部13也可以对多个线性调频信号进行速度FFT处理。另外,速度检测判定13也可以与上述的距离检测判定12同样地进行速度检测的判定。这样一来,一个实施方式的电子设备1能够进行基于速度方向的恒定虚警率的速度检测的判定。
进而,在一个实施方式的电子设备1中,到达角推定部15也可以在判定为存在目标的速度下,基于多个接收天线31所接收的多个信号,推定反射波的到达方向。这样,一个实施方式的电子设备1能够推定存在目标的方向的角度。
在一个实施方式的电子设备1中,物体检测部16基于反射波的到达方向(角度)的信息、与目标的相对速度的信息和/或距目标的距离的信息,进行是否检测(例如聚类)到了作为目标的物体的判定。在此,反射波的到达方向(角度)的信息可以从到达角推定部15获取。另外,与目标的相对速度的信息可以从速度FFT处理部13或速度检测判定部14获取。另外,距目标的距离的信息可以从距离FFT处理部11或距离检测判定部12获取。在该情况下,物体检测部16也可以计算在构成被检测为目标的物体的点的平均功率。
这样,在一个实施方式的电子设备1中,控制部10基于作为发送波而发送的发送信号以及作为反射波而接收的接收信号,利用恒定虚警率检测目标。在该情况下,控制部10在基于接收信号的信号强度的距离方向的分布下,以检查区域为基准,在所述距离方向的较远处设置参照区域(参照单元R)。另外,控制部10基于所述参照区域(参照单元R)中的信号强度的顺序统计量,设定在目标的检测中使用的阈值Th。另外,控制部10也可以在参照区域内间歇地配置多个参照单元R,基于该多个参照单元R中的信号强度的顺序统计量来设定在目标的检测中使用的阈值Th。
如上所述,在一个实施方式的电子设备1中,将噪声的参照区域(参照单元R)配置在距离方向上的距离对象物体的检查区域(T)较远处。另外,在一个实施方式中,间歇地配置参照区域(参照单元R)。由此,一个实施方式的电子设备1例如即使接收到基于比较大的(长的)干扰物的反射波,也能够以去除该干扰物的方式检测噪声功率。因此,根据一个实施方式的电子设备1,能够提高目标的检测精度。
例如,在上述的设想例那样,即使卡车那样的比较长的车辆行驶在本车辆的后方,在一个实施方式的电子设备1中,与间歇地配置的参照单元R对应的距离也比卡车更远。因此,一个实施方式的电子设备1通过提高检测卡车以外的部分的噪声的功率,由此检查区域的车辆超过阈值。因此,根据一个实施方式的电子设备1,能够提高目标的检测精度。
基于各附图以及实施例对本公开进行了说明,但需要注意的是本领域技术人员很容易基于本公开进行各种变形或修改。因此,需要注意的是这些变形或修改也包括在本公开的范围内。例如,各功能部中包含的功能等以在逻辑上不矛盾的方式能够进行再配置。多个功能部等可以组合为一个,也可以进行分割。上述的本公开的各实施方式并不限定于忠实地实施分别说明的各实施方式,能够适当地组合各特征或省略一部分来实施。即,本公开的内容只要是本领域技术人员,就能够基于本公开对本公开的内容进行各种变形和修改。因此,这些变形和修改包括在本公开的范围内。例如,在各实施方式中,各功能部、各技术方案、各步骤等能够以在逻辑上不矛盾的方式追加入另一个实施方式,或者,能够置换为另一个实施方式的各功能部、各技术方案、各步骤等。另外,在各实施方式中,能够将多个各功能部、各技术方案、各步骤等组合成一个,或者进行分割。另外,上述的本公开的各实施方式并不限定于忠实地实施分别说明的各实施方式,能够适当地组合各特征,或省略一部分来实施。
例如,在上述实施方式中,对由一个传感器5动态地切换物体检测范围的方式进行了说明。然而,在一个实施方式中,也可以由多个传感器5在所确定的物体检测范围内进行物体检测。另外,在一个实施方式中,也可以由多个传感器5朝向所确定的物体检测范围进行波束成形。
上述实施方式不仅限定于作为电子设备1的实施。例如,上述实施方式也可以作为电子设备1这样的设备的控制方法来实施。进而,例如,上述实施方式也可以作为电子设备1这样的设备所执行的程序来实施。
一个实施方式的电子设备1作为最小的结构可以仅具有例如传感器5或控制部10中的一方的至少一部分。另一方面,一个实施方式的电子设备1除了控制部10以外,也可以构成为适当地包括图2所示的信号生成部21、合成器22、相位控制部23、放大器24、以及发送天线25中的至少任一个。另外,一个实施方式的电子设备1也可以代替上述的功能部或者与上述的功能部一起构成为适当地包括接收天线31、LNA32、混合器33、IF部34、AD转换部35中的至少任一个。进而,一个实施方式的电子设备1也可以构成为包括存储部40。这样,一个实施方式的电子设备1能够采用各种结构方式。另外,在一个实施方式的电子设备1搭载于移动体100的情况下,例如上述的各功能部中的至少任一个可以设置于移动体100内部等适当的场所。另一方面,在一个实施方式中,例如发送天线25以及接收天线31中的至少任一个也可以设置于移动体100的外部。
附图标记说明
1 电子设备
5 传感器
10 控制部
11 距离FFT处理部
12 距离检测判定部
13 速度FFT处理部
14 速度检测判定部
15 到达角推定部
16 物体检测部
20 发送部
21 信号生成部
22 合成器
23 相位控制部
24 放大器
25 发送天线
30 接收部
31 接收天线
32 LNA
33 混合器
34 IF部
35 AD转换部
40 存储部
50 ECU
100 移动体
121 移位寄存器
122 排序部
123 数据选择部
124 阈值计算部
125 权重设定部
126 检测判定部
200 物体

Claims (12)

1.一种电子设备,具有:
发送天线,发送发送波;
接收天线,接收所述发送波被反射后的反射波;以及
控制部,基于作为所述发送波而被发送的发送信号以及作为所述反射波而被接收的接收信号,利用恒定虚警率检测目标,其中,
所述控制部在基于所述接收信号的信号强度的距离方向的分布中,以检查区域为基准在所述距离方向的远处设置参照区域,基于该参照区域中的信号强度的顺序统计量来设定在所述目标的检测中使用的阈值。
2.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述控制部在所述参照区域间歇地配置多个参照单元,基于该多个参照单元中的信号强度的顺序统计量来设定在所述目标的检测中使用的阈值。
3.如权利要求1或2所述的电子设备,其中,
所述控制部基于所述检查区域中的检查单元的信号强度和所述阈值,来判定所述目标是否存在。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电子设备,其中,
所述控制部在所述检查区域与所述参照区域之间设置保护区域。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电子设备,其中,
所述控制部以所述检查区域为基准在所述距离方向的近处设置与所述检查区域相邻的保护区域。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电子设备,其中,
所述控制部具有移位寄存器,所述移位寄存器包括所述检查区域中的检查单元以及所述参照区域中的参照单元。
7.如权利要求6所述的电子设备,其中,
所述移位寄存器以规定的采样周期将从一端输入的基于所述接收信号的信号强度以先入先出的方式朝向另一端移位。
8.如权利要求6或7所述的电子设备,其中,
所述控制部具有排序部,所述排序部将从所述移位寄存器中的参照单元输出的信号强度按从小到大的顺序排序。
9.如权利要求8所述的电子设备,其中,
所述控制部具有数据选择部,所述数据选择部选择由所述排序部排序后的信号强度中的规定序数的信号强度。
10.如权利要求9所述的电子设备,其中,
所述控制部具有阈值计算部,所述阈值计算部基于由所述数据选择部选择的信号强度,来设定在所述目标的检测中使用的阈值。
11.一种电子设备的控制方法,其中,
包括以下步骤:
从发送天线发送发送波的步骤;
从接收天线接收所述发送波被反射后的反射波的步骤;
基于作为所述发送波而被发送的发送信号以及作为所述反射波而被接收的接收信号,利用恒定虚警率检测目标的步骤;
在基于所述接收信号的信号强度的距离方向的分布中,以检查区域为基准在所述距离方向的远处设置参照区域的步骤;以及
基于所述参照区域中的信号强度的顺序统计量来设定在所述目标的检测中使用的阈值的步骤。
12.一种程序,其中,
使计算机执行以下步骤:
从发送天线发送发送波的步骤;
从接收天线接收所述发送波被反射后的反射波的步骤;
基于作为所述发送波而被发送的发送信号以及作为所述反射波而被接收的接收信号,利用恒定虚警率检测目标的步骤;
在基于所述接收信号的信号强度的距离方向的分布中,以检查区域为基准在所述距离方向的远处设置参照区域的步骤;以及
基于所述参照区域中的信号强度的顺序统计量来设定在所述目标的检测中使用的阈值的步骤。
CN202080033873.6A 2019-05-29 2020-05-12 电子设备、电子设备的控制方法、以及程序 Pending CN113785215A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019100698 2019-05-29
JP2019-100698 2019-05-29
PCT/JP2020/018945 WO2020241233A1 (ja) 2019-05-29 2020-05-12 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113785215A true CN113785215A (zh) 2021-12-10

Family

ID=73552949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080033873.6A Pending CN113785215A (zh) 2019-05-29 2020-05-12 电子设备、电子设备的控制方法、以及程序

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220221567A1 (zh)
EP (1) EP3978947A4 (zh)
JP (1) JP7072723B2 (zh)
CN (1) CN113785215A (zh)
WO (1) WO2020241233A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230341513A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 Aptiv Technologies Limited Ordered-Statistics Ratio (OSR) Constant False Alarm Rate (CFAR) Detection with Empirical Data Fitting

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284043A (ja) * 1999-03-30 2000-10-13 Mitsubishi Electric Corp 順位処理回路、該順位処理回路を用いたos−cfar回路,iagc回路,クラッタマップ回路及び2次元os−cfar回路
US20070211916A1 (en) * 2004-03-27 2007-09-13 Smith Iain B Method Of Detecting A Target With A Cfar Thresholding Function Using Clutter Map Entries
US20100073218A1 (en) * 2008-09-24 2010-03-25 Lockheed Martin Corpration Method and apparatus for radar surveillance and detection of sea targets
JP2014174007A (ja) * 2013-03-08 2014-09-22 Japan Radio Co Ltd レーダ装置
US20150331098A1 (en) * 2012-12-19 2015-11-19 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Method for setting a detection threshold for a received signal of a frequency-modulated continuous wave radar sensor of a motor vehicle on the basis of the noise level, radar sensor and motor vehicle

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03138585A (ja) * 1989-10-25 1991-06-12 Mitsubishi Electric Corp レーダ信号処理装置
JP3613952B2 (ja) 1997-10-30 2005-01-26 三菱電機株式会社 Fm−cwレーダ装置
JP4921826B2 (ja) * 2005-03-31 2012-04-25 株式会社東芝 超音波診断装置及びその制御方法
JP4670446B2 (ja) 2005-04-13 2011-04-13 日本電気株式会社 レーダ信号処理装置及びそれに用いるcfar処理方法
JP5008988B2 (ja) 2007-01-12 2012-08-22 日本無線株式会社 レーダ装置
EP3382419A1 (en) * 2017-03-27 2018-10-03 Melexis Technologies SA Method and apparatus for echo detection

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284043A (ja) * 1999-03-30 2000-10-13 Mitsubishi Electric Corp 順位処理回路、該順位処理回路を用いたos−cfar回路,iagc回路,クラッタマップ回路及び2次元os−cfar回路
US20070211916A1 (en) * 2004-03-27 2007-09-13 Smith Iain B Method Of Detecting A Target With A Cfar Thresholding Function Using Clutter Map Entries
US20100073218A1 (en) * 2008-09-24 2010-03-25 Lockheed Martin Corpration Method and apparatus for radar surveillance and detection of sea targets
US20150331098A1 (en) * 2012-12-19 2015-11-19 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Method for setting a detection threshold for a received signal of a frequency-modulated continuous wave radar sensor of a motor vehicle on the basis of the noise level, radar sensor and motor vehicle
JP2014174007A (ja) * 2013-03-08 2014-09-22 Japan Radio Co Ltd レーダ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HERMANN ROHLING: ""Ordered statistic CFAR technique - an overview"", 《 2011 12TH INTERNATIONAL RADAR SYMPOSIUM (IRS)》, pages 1 - 8 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020241233A1 (ja) 2020-12-03
EP3978947A4 (en) 2023-06-14
JPWO2020241233A1 (zh) 2020-12-03
EP3978947A1 (en) 2022-04-06
JP7072723B2 (ja) 2022-05-20
US20220221567A1 (en) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7257579B2 (ja) 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム
CN112654888A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法、以及电子设备的控制程序
CN116113847A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法及程序
EP3978954A1 (en) Electronic device, electronic device control method, and program
EP3978947A1 (en) Electronic device, method for controlling electronic device, and program
EP3978946A1 (en) Electronic apparatus, method for controlling electronic apparatus, and program
JP2023021453A (ja) 電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム
CN112654890A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法以及电子设备的控制程序
EP4053584A1 (en) Electronic device, method for controlling electronic device, and program
WO2023002870A1 (ja) 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム
EP4375705A1 (en) Electronic device, method for controlling electronic device, and program
CN115667988A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法以及程序
CN116547183A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法以及程序
CN116670537A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法以及程序
CN117881982A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法以及程序
CN117881981A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法以及程序
CN112771407A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法以及电子设备的控制程序
CN117881983A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法以及程序
CN114746770A (zh) 电子设备、电子设备的控制方法和程序

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination