CN114746770A - 电子设备、电子设备的控制方法和程序 - Google Patents

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Abstract

电子设备具备:发送天线,发送发送波;接收天线,接收发送波被反射的反射波;控制部,基于作为发送波被发送的发送信号和作为反射波被接收的接收信号,检测反射发送波的物体;以及增益调节部,调节接收信号的增益。控制部控制以至少两个不同的模式来发送发送波。增益调节部针对每个模式调节接收信号的增益。

Description

电子设备、电子设备的控制方法和程序
相关申请的交叉引用
本申请主张于2019年11月26日在日本申请的日本特愿2019-213556的优先权,此在先申请的全部发明内容在此引入作为参照。
技术领域
本发明涉及一种电子设备、电子设备的控制方法和程序。
背景技术
例如,在与汽车相关的产业等领域中,重视测定本车与规定物体之间的距离等的技术。尤其是,近年来,对通过发送毫米波等电波并接收被障碍物等物体反射的反射波,来测定物体之间距离等的雷达(RADAR(无线电探测和测距,Radio Detecting and Ranging))的技术进行了各种研究。预计这种测定距离等的技术的重要性,随着辅助驾驶员驾驶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,今后会越来越重要。
另外,对通过接收发送的电波被规定物体反射的反射波,来检测该物体的存在等的技术提出了各种建议。例如,专利文献1公开了一种进行发送波的发送和反射波的接收的单天线式的收发共用雷达。另外,例如,专利文献2公开了一种检测反射波的振幅大的对象物和振幅小的对象物的车载用雷达装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-294092号公报;
专利文献2:日本特开2014-2053号公报。
发明内容
一实施方式的电子设备具备发送发送波的发送天线、接收所述发送波被反射的反射波的接收天线、控制部和增益调节部。
所述控制部基于作为所述发送波被发送的发送信号和作为所述反射波被接收的接收信号,检测反射所述发送波的物体。
所述控制部控制以至少两个不同的模式来发送所述发送波。
所述增益调节部针对每个所述模式调节所述接收信号的增益。
一实施方式的电子设备的控制方法,包含:
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的反射波的步骤;
基于作为所述发送波被发送的发送信号和作为所述反射波被接收的接收信号,检测反射所述发送波的物体的步骤;以及
调节所述接收信号的增益的步骤。
所述控制方法控制以至少两个不同的模式来发送所述发送波。
另外,所述控制方法在所述调节的步骤中,包含针对每个所述模式调节所述接收信号的增益的步骤。
一实施方式的程序,使电子设备执行:
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的反射波的步骤;
基于作为所述发送波被发送的发送信号和作为所述反射波被接收的接收信号,检测反射所述发送波的物体的步骤;以及
调节所述接收信号的增益的步骤。
所述程序使所述电子设备执行控制以至少两个不同的模式来发送所述发送波的步骤。
另外,所述程序在所述调节的步骤中,执行针对每个所述模式调节所述接收信号的增益的步骤。
附图说明
图1是说明一实施方式的电子设备的使用方式的图。
图2是示意性示出一实施方式的电子设备的构成的功能框图。
图3是说明一实施方式的发送信号的构成的图。
图4是说明一实施方式的电子设备的物体检测范围的图。
图5是示出一实施方式的电子设备中的发送天线和接收天线的配置的例子的图。
图6是示出一实施方式的电子设备中的发送天线和接收天线的配置的另一个例子的图。
图7是说明一实施方式的电子设备的物体检测距离的图。
图8是示出一实施方式的电子设备在各模式中的物体检测范围的例子的图。
图9是示出一实施方式的电子设备的物体检测距离与接收信号的相对接收功率的关系的一个例子的图。
图10是说明一实施方式的电子设备的发送波在1帧中设定不同模式的发送信号的例子的图。
图11是示出一实施方式的电子设备在各模式中的规格的一个例子的图。
图12是说明一实施方式的电子设备中的接收增益的调节的图。
图13是示出一实施方式的电子设备的各模式中的接收信号的相对接收功率的一个例子的图。
图14是说明一实施方式的电子设备的操作的流程图。
图15是示意性示出一实施方式的电子设备的另一构成的功能框图。
具体实施方式
如上所述的雷达,在通过接收发送的发送波被规定物体反射的反射波来检测该物体的技术中,只要能够不增大设备成本,且提高检测目标的精度,就是有益的。本发明的目的是提供一种能够在降低设备成本的同时提高目标的检测精度的电子设备、电子设备的控制方法和程序。根据一实施方式,能够提供一种能够在降低设备成本的同时提高目标的检测精度的电子设备、电子设备的控制方法和程序。以下,参照附图详细说明一实施方式。
例如,通过将一实施方式的电子设备搭载于汽车等交通工具(移动体),能够将存在于该移动体周围的规定物体作为目标检测出来。因此,一实施方式的电子设备能够从设置在移动体上的发送天线向移动体的周围发送发送波。另外,一实施方式的电子设备能够从设置在移动体上的接收天线接收发送波被反射的反射波。例如,设置在移动体上的雷达传感器等中可以具备发送天线和接收天线中的至少一个。
以下,作为典型的例子,说明一实施方式的电子设备搭载于乘用车等汽车上的构成。但是,一实施方式的电子设备不限定于搭载于汽车。一实施方式的电子设备可以搭载于自动驾驶汽车、公共汽车、卡车、摩托车、自行车、船舶、飞机、拖拉机等农作业装置、除雪车、清扫车、巡逻车、救护车、消防车、直升飞机和无人机等各种移动体。另外,一实施方式的电子设备不一定限定搭载于以自身动力移动的移动体。例如,搭载一实施方式的电子设备的移动体,可以是由拖拉机牵引的拖车部分等。一实施方式的电子设备在传感器和规定物体中的至少一方能够移动的情况下,能够测定传感器与物体之间的距离等。另外,一实施方式的电子设备即使传感器和物体两者均静止也能够测定传感器与物体之间的距离等。
首先,说明由一实施方式的电子设备进行物体检测的例子。
图1是说明一实施方式的电子设备的使用方式的图。图1示出将一实施方式的具备发送天线和接收天线的传感器设置在移动体上的例子。
图1所示的移动体100中设置有一实施方式的具备发送天线和接收天线的传感器5。另外,设图1所示的移动体100搭载(例如,内置)有一实施方式的电子设备1。电子设备1的具体构成见后述。例如,传感器5可以具备发送天线和接收天线中的至少一方。另外,传感器5可以适当包含电子设备1中包含的控制部10(图2)的至少一部分等其他功能部的至少任一个。图1所示的移动体100可以是乘用车等汽车车辆,但也可以是任意类型的移动体。在图1中,例如,移动体100可以沿图示的Y轴正方向(行进方向)移动(快行或慢行),也可以沿其他方向移动,或者也可以静止不动。
如图1所示,移动体100中设置有具备发送天线的传感器5。在图1所示的例子中,在移动体100的前方仅设置一个具备发送天线和接收天线的传感器5。在此,传感器5设置于移动体100的位置不限定于图1所示的位置,适当地可以是其他位置。例如,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,根据移动体100中的测定范围和/或精度等各种条件(或要求),可以为1个以上的任意数量。传感器5可以设置在移动体100的内部。移动体100的内部,例如,可以是保险杠内的空间、车身内的空间、头灯内的空间或驾驶空间等。
传感器5从发送天线发送作为发送波的电磁波。例如,在移动体100周围存在规定物体(例如,图1所示的物体200)的情况下,从传感器5发送的发送波的至少一部分被该物体反射成反射波。另外,例如,通过由传感器5的接收天线接收这样的反射波,搭载于移动体100的电子设备1能够将该物体作为目标检测出来。
通常,具备发送天线的传感器5可以是收发电波的雷达(RADAR(Radio Detectingand Ranging))传感器。但是,传感器5不限定于雷达传感器。例如,一实施方式的传感器5可以是基于光波的LIDAR(激光雷达)(光检测和测距(Light Detection and Ranging)、激光成像检测和测距(Laser Imaging Detection and Ranging))技术的传感器。例如,这些传感器能够包含贴片天线等而构成。由于RADAR和LIDAR等技术已知,因此适当简化或省略详细的说明。
搭载于图1所示的移动体100上的电子设备1,由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。如此地,电子设备1能够将存在于距移动体100规定距离内的规定物体200作为目标检测出来。例如,如图1所示,电子设备1能够测定作为本车的移动体100与规定物体200之间的距离L。另外,电子设备1还能够测定作为本车的移动体100与规定物体200之间的相对速度。此外,电子设备1还能够测定来自规定物体200的反射波到达作为本车的移动体100的方向(到达角θ)。
在此,例如,物体200可以是在与移动体100相邻的车道上行驶的对向车辆、与移动体100并行行驶的汽车以及与移动体100同车道行驶的前后汽车等中的至少任一种。另外,物体200可以是摩托车、自行车、婴儿车、行人等人类、动物、昆虫及其他生命体、护栏、中央隔离带、道路标识、人行道的高度差、墙壁、窨井、房屋、大楼、桥等建筑物或障碍物等存在于移动体100周围的任意物体。此外,物体200可以移动也可以停止。例如,物体200可以是在移动体100周围驻车或停车的汽车等。另外,物体200不只是在车行道上的物体,也可以是在人行道、农场、农业用地、停车场、空地、道路上的空间、店铺内、人行横道、水上、空中、排水边沟、河流、其他移动体中、建筑物、其他结构物内部或外部等适当位置的物体。在本发明中,传感器5检测的物体除了无生命体之外,还可以包含人、狗、猫、马、其他动物等的生物。本发明的传感器5检测的物体可以包括包含通过雷达技术检测的人、物和动物等在内的物标。
在图1中,传感器5的尺寸与移动体100的尺寸的比率不一定表示实际比率。另外,在图1中,传感器5示出设置于移动体100外部的状态。但是,在一实施方式中,传感器5可以设置于移动体100的各种位置。例如,在一实施方式中,传感器5可以设置于移动体100的保险杠内部而不体现在移动体100的外观。另外,传感器5设置在移动体100上的位置,可以是移动体100的外部和内部中的任一个。例如,移动体100的内部可以是移动体100的车身内侧、保险杠内侧、头灯内部、车内空间内或这些的任意组合。
以下,作为典型例子,将传感器5的发送天线描述为发送毫米波(30GHz以上)或准毫米波(例如,20GHz~30GHz附近)等频带的电波。例如,传感器5的发送天线可以发送具有77GHz~81GHz的4GHz频带宽度的电波。
图2是示意性示出一实施方式的电子设备1的构成例的功能框图。以下,说明一实施方式的电子设备1的构成的一个例子。
由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,记作FMCW雷达(Frequency Modulated Continuous Wave radar))。FMCW雷达扫描要发送的电波的频率以生成发送信号。因此,例如在使用79GHz频带的电波的毫米波方式的FMCW雷达中,使用的电波的频率,例如具有77GHz~81GHz的4GHz的频带宽度。79GHz频带的雷达具有能使用的频带宽度比例如24GHz、60GHz、76GHz频带等其他的毫米波/准毫米波雷达宽的特点。以下,作为例子,说明这样的实施方式。本发明中利用的FMCW雷达方式可以包含以比通常短的周期发送啁啾信号(Chirp signal)的FCM方式(快速线性调频调制,Fast-Chirp Modulation)。信号生成部21生成的信号不限定于FM-CW方式的信号。信号生成部21生成的信号可以是FM-CW方式以外的各种方式的信号。存储部40中存储的发送信号序列可以根据这些各种方式而不同。例如,在上述FM-CW方式的雷达信号的情况下,可以使用随每个时间样本频率增加的信号和频率减少的信号。由于上述各种方式能够适当应用公知的技术,因此省略更详细的说明。
如图2所示,一实施方式的电子设备1由传感器5和ECU(电子控制单元,ElectronicControl Unit)50构成。ECU50控制移动体100的各种操作。ECU50可以由至少一个以上的ECU构成。一实施方式的电子设备1具备控制部10。另外,一实施方式的电子设备1可以适当包含发送部20、接收部30A~30D和存储部40等中的至少任一个其他功能部。如图2所示,电子设备1可以具备接收部30A~30D等多个接收部。以下,在不区分接收部30A、接收部30B、接收部30C和接收部30D的情况下,简称为“接收部30”。
控制部10可以具备距离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和物体检测部16。控制部10中包含的这些功能部见后述。
如图2所示,发送部20可以具备信号生成部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可以分别具备对应的接收天线31A~31D。以下,在不区分接收天线31A、接收天线31B、接收天线31C和接收天线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可以分别具备LNA32、混频器33、IF部34、增益调节部35和AD转换部36。接收部30A~30D可以都是相同的构成。在图2中,作为代表例,仅示意性示出接收部30A的构成。
例如,上述传感器5可以具备发送天线25和接收天线31。另外,传感器5可以适当包含控制部10等其他功能部中的至少任一个。
一实施方式的电子设备1具备的控制部10,能够控制电子设备1整体的操作,包括控制构成电子设备1的各功能部。控制部10为了提供用于执行各种功能的控制和处理能力,可以包含至少一个处理器,例如CPU(中央处理器,Central Processing Unit)等。控制部10可以集中由1个处理器来实现,可以由几个处理器来实现,也可以由各自独立的处理器来实现。处理器可以作为单一集成电路被实现。集成电路也称作IC(集成电路,IntegratedCircuit)。处理器可以作为多个可通信连接的集成电路和离散电路被实现。处理器可以基于其他各种已知技术来实现。在一实施方式中,例如,控制部10可以由CPU和由该CPU执行的程序构成。控制部10可以适当包含控制部10的操作所需的存储器。
存储部40可以存储控制部10中执行的程序和控制部10中已执行的处理的结果等。另外,存储部40可以作为控制部10的工作存储器发挥功能。例如,存储部40能够由半导体存储器或磁盘等构成,但不限定于此,能够为任意存储装置。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的存储卡等存储介质。另外,存储部40可以是如上所述的用作控制部10的CPU的内部存储器。
在一实施方式中,存储部40可以存储用于设定通过从发送天线25发送的发送波T和从接收天线31接收的反射波R检测物体的范围的各种参数。
在一实施方式的电子设备1中,控制部10能够控制发送部20和接收部30中的至少一方。在这种情况下,控制部10可以基于存储部40中存储的各种信息,控制发送部20和接收部30中的至少一方。另外,在一实施方式的电子设备1中,控制部10可以指示信号生成部21生成信号,或控制信号生成部21生成信号。
信号生成部21在控制部10的控制下,生成从发送天线25作为发送波T被发送的信号(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,分配发送信号的频率。具体而言,例如,信号生成部21可以根据由控制部10设定的参数,分配发送信号的频率。例如,信号生成部21通过接受来自控制部10或存储部40的频率信息,例如生成77~81GHz的频带的规定频率的信号。例如,信号生成部21可以包含电压控制振荡器(VCO)等功能部而构成。
信号生成部21可以作为具有该功能的硬件被构成,例如,可以由微型计算机等构成,例如,可以作为CPU等处理器和由该处理器执行的程序等构成。以下说明的各功能部也可以作为具有该功能的硬件被构成,在可能的情况下,例如,可以由微型计算机等构成,例如,可以作为CPU等处理器和由该处理器执行的程序等构成。
在一实施方式的电子设备1中,例如,信号生成部21可以生成啁啾信号等发送信号(发送啁啾信号)。尤其是,信号生成部21可以生成频率周期性地线性变化的信号(线性啁啾信号)。例如,信号生成部21可以生成频率随时间经过从77GHz到81GHz为止周期性地线性增大的啁啾信号。另外,例如,信号生成部21可以生成频率随时间经过从77GHz到81GHz为止周期性地重复线性增大(正向线性调频)和减少(反向线性调频)的信号。信号生成部21生成的信号,例如,可以预先在控制部10中被设定。另外,信号生成部21生成的信号,例如,也可以预先存储在存储部40等中。由于在雷达等技术领域中使用的啁啾信号是已知的,因此适当简化或省略更详细的说明。向合成器22供给由信号生成部21生成的信号。
图3是说明信号生成部21生成的啁啾信号的例子的图。
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性变化的线性啁啾信号。在图3中,将各啁啾信号示为c1、c2、…、c8。如图3所示,在各个啁啾信号中,随时间经过频率线性增大。
在图3所示的例子中,1个子帧包含c1、c2、…、c8这8个啁啾信号。即,图3所示的子帧1和子帧2等是分别包含c1、c2、…、c8这8个啁啾信号的构成。另外,在图3所示的例子中,1个帧包含子帧1~子帧16这16个子帧。即,图3所示的帧1和帧2等是分别包含16个子帧的构成。另外,如图3所示,在帧之间可以包含规定长度的帧间隔。例如,图3所示的1个帧的长度为30毫秒~50毫秒左右。
在图3中,帧2以后也可以是相同的构成。另外,在图3中,帧3以后也可以是相同的构成。在一实施方式的电子设备1中,信号生成部21可以生成任意数量的帧的发送信号。另外,在图3中,省略一部分啁啾信号并示出。如此地,信号生成部21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。
如此地,一实施方式的电子设备1可以发送由包含多个啁啾信号的子帧构成的发送信号。另外,一实施方式的电子设备1可以发送由包含规定数量子帧的帧构成的发送信号。
]以下,电子设备1被描述为发送图3所示的帧结构的发送信号的设备。但是,图3所示的帧结构是一个例子,例如,1个子帧中包含的啁啾信号不限定于8个。在一实施方式中,信号生成部21可以生成包含任意数量(例如,任意复数)的啁啾信号的子帧。另外,图3所示的子帧结构也是一个例子,例如,1个帧中包含的子帧不限定于16个。在一实施方式中,信号生成部21可以生成包含任意数量(例如,任意复数)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可以生成频率f分别不同的带宽的多个离散信号。
回到图2,合成器22使信号生成部21生成的信号的频率上升至规定频带的频率。合成器22可以将由信号生成部21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的频率被选择的频率。作为从发送天线25发送的发送波T的频率被选择的频率,例如,可以由控制部10设定。另外,作为从发送天线25发送的发送波T的频率被选择的频率,例如,可以存储于存储部40。通过合成器22使频率上升的信号向相位控制部23和混频器33供给。在相位控制部23为多个的情况下,通过合成器22使频率上升的信号可以分别向多个相位控制部23供给。另外,在接收部30为多个的情况下,通过合成器22使频率上升的信号,可以向多个接收部30中的各个混频器33供给。
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,例如,相位控制部23可以基于控制部10的控制,通过适当提前或延迟从合成器22供给的信号的相位,来调节发送信号的相位。在这种情况下,相位控制部23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,来调节各个发送信号的相位。相位控制部23通过适当调节各个发送信号的相位,从多个发送天线25发送的发送波T在规定方向上相互加强以形成波束(波束成形)。在这种情况下,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之间的相关关系,例如,可以存储于存储部40。通过相位控制部23进行相位控制的发送信号向放大器24供给。
例如,放大器24基于控制部10的控制放大从相位控制部23供给的发送信号的功率(power)。在传感器5具备多个发送天线25的情况下,例如,多个放大器24可以基于控制部10的控制分别放大从多个相位控制部23中对应各个放大器24的各个相位控制部23供给的发送信号的功率(power)。由于放大发送信号的功率的技术本身已知,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放大的发送信号作为发送波T输出(发送)。即,发送天线25可以发送发送波T。在传感器5具备多个发送天线25的情况下,多个发送天线25可以将由多个放大器24中对应各个发送天线25的各个放大器24放大的发送信号,分别作为发送波T输出(发送)。由于发送天线25能够与已知的雷达技术中使用的发送天线相同地构成,因此省略更详细的说明。
如此地,一实施方式的电子设备1具备发送天线25,能够从发送天线25发送作为发送波T的发送信号(例如,发送啁啾信号)。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1个框体中。另外,在这种情况下,该1个框体可以是不能够容易地打开的结构。例如,发送天线25、接收天线31、放大器24收纳于1个框体中,且该框体可以是不易打开的结构。此外,在此,在传感器5设置于汽车等移动体100的情况下,例如,发送天线25可以经由雷达罩等罩构件向移动体100外部发送发送波T。在这种情况下,例如,雷达罩可以由合成树脂或橡胶等电磁波能通过的物质构成。例如,该雷达罩可以作为传感器5的壳体。通过用雷达罩等构件覆盖发送天线25,能够降低发送天线25因与外部接触而破损或产生缺陷的风险。另外,上述雷达罩和壳体也称作天线罩。
图2所示的电子设备1示出具备两个发送天线25的例子。但是,在一实施方式中,电子设备1可以具备任意数量的发送天线25。另一方面,在一实施方式中,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,电子设备1可以具备多个发送天线25。在一实施方式中,电子设备1可以具备任意多个发送天线25。在这种情况下,电子设备1也可以分别具备与多个发送天线25相对应的多个相位控制部23和放大器24。另外,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可以分别放大从多个发送天线25发送的多个发送信号的功率。另外,在这种情况下,传感器5可以是包含多个发送天线的构成。如此地,在图2所示的电子设备1具备多个发送天线25的情况下,可以是还分别包含多个从该多个发送天线25发送发送波T所需要的功能部的构成。
接收天线31接收反射波R。反射波R可以是发送波T被规定物体200反射的波。即,接收天线31可以接收发送波T被反射的反射波R。例如,接收天线31可以是包含接收天线31A~接收天线31D等多个天线的构成。由于接收天线31能够是与已知的雷达技术中使用的接收天线相同的构成,因此省略更详细的说明。接收天线31与LNA32连接。向LNA32供给基于由接收天线31接收的反射波R的接收信号。
一实施方式的电子设备1能够从多个接收天线31接收例如作为啁啾信号等发送信号(发送啁啾信号)发送的发送波T被规定物体200反射的反射波R。如此地,在发送作为发送波T的发送啁啾信号的情况下,基于接收的反射波R的接收信号记作接收啁啾信号。即,电子设备1从接收天线31接收作为反射波R的接收信号(例如,接收啁啾信号)。在此,在传感器5设置于汽车等移动体100的情况下,接收天线31可以经由例如雷达罩等罩构件接收来自移动体100外部的反射波R。在这种情况下,例如,雷达罩可以由合成树脂或橡胶等电磁波能通过的物质构成。例如,该雷达罩可以作为传感器5的壳体。通过用雷达罩等构件覆盖接收天线31,能够降低接收天线31因与外部接触而破损或产生缺陷的风险。另外,上述雷达罩和壳体也被称作天线罩。
另外,在接收天线31设置在发送天线25附近的情况下,可以是将这些一并包含在1个传感器5中的构成。即,例如,1个传感器5可以包含至少一个发送天线25和至少一个接收天线31。例如,1个传感器5可以包含多个发送天线25和多个接收天线31。在这种情况下,例如,可以用1个雷达罩等罩构件覆盖1个雷达传感器。
LNA32将基于由接收天线31接收的反射波R的接收信号以低噪声放大。LNA32可以作为低噪声放大器(Low Noise Amplifier),将从接收天线31供给的接收信号以低噪声放大。向混频器33供给由LNA32放大的接收信号。
混频器33通过将从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)来生成差拍信号。向IF部34供给由混频器33混合的差拍信号。
IF部34通过对从混频器33供给的差拍信号进行频率转换,将差拍信号的频率降低至中频(IF(Intermediate Frequency)频率)。向增益调节部35供给由IF部34降低了频率的差拍信号。
增益调节部35调节由IF部34进行频率转换的差拍信号的增益(gain)。例如,增益调节部35可以基于存储于存储部40的增益信息来调节信号的增益。增益调节部35可以针对发送信号的各帧中的多个时间划分的每一个来调节接收信号的增益。
如此地,在一实施方式的电子设备1中,增益调节部35f可以调节接收信号的增益。由增益调节部35调节接收信号的增益见后述。向AD转换部36供给由增益调节部35调节了增益的差拍信号。
AD转换部36将从增益调节部35供给的模拟差拍信号数字化。AD转换部36可以由任意模拟-数字转换电路(Analog to Digital Converter(ADC))构成。向控制部10的距离FFT处理部11供给由AD转换部36数字化的差拍信号。在接收部30为多个的情况下,向距离FFT处理部11供给由多个AD转换部36数字化的各个差拍信号。
距离FFT处理部11基于从AD转换部36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。例如,距离FFT处理部11可以包含进行快速傅里叶变换的处理部。在这种情况下,距离FFT处理部11可以由进行快速傅里叶变换(Fast FourierTransform(FFT))处理的任意电路或芯片等构成。距离FFT处理部11还可以进行快速傅里叶变换以外的傅里叶变换。
距离FFT处理部11对由AD转换部36数字化的差拍信号进行FFT处理(以下,适当地称作“距离FFT处理”)。例如,距离FFT处理部11可以对从AD转换部36供给的复信号进行FFT处理。由AD转换部36数字化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)。在由距离FFT处理获得的结果中的峰值在规定阈值以上的情况下,距离FFT处理部11可以判断为在与其峰值对应的距离处具有规定物体200。例如,已知具有基于恒定误报率(CFAR(Constant False Alarm Rate))的检测处理等,在从干扰信号的平均功率或振幅中检测到阈值以上的峰值的情况下,就会判断为存在反射发送波的物体(反射物体)的方法。
如此地,一实施方式的电子设备1基于作为发送波T被发送的发送信号和作为反射波R被接收的接收信号,能够将反射发送波T的物体200作为目标检测出来。在一实施方式中,上述操作可以由电子设备1的控制部10进行。
距离FFT处理部11能够基于1个啁啾信号(例如,图3所示的c1)推定与规定物体之间的距离。即,电子设备1能够通过进行距离FFT处理来测定(推定)图1所示的距离L。由于通过对差拍信号进行FFT处理来测定(推定)与规定物体之间的距离的技术本身是公知的,因此适当简化或省略更详细的说明。由距离FFT处理部11进行距离FFT处理的结果(例如,距离信息),可以向速度FFT处理部13供给。另外,由距离FFT处理部11进行距离FFT处理的结果也可以向距离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进行距离FFT处理的结果,进行对距离的判定处理。例如,具体而言,在由距离FFT处理部11进行距离FFT处理的结果中的峰值在规定的阈值以上的情况下,距离检测判定部12可以判定为该距离处存在物体。如此地,距离检测判定部12判定在规定的距离处是否检测到目标。
速度FFT处理部13基于由距离FFT处理部11进行距离FFT处理的差拍信号,推定搭载了电子设备1的移动体100与物体200之间的相对速度。例如,速度FFT处理部13可以包含进行快速傅里叶变换的处理部。在这种情况下,速度FFT处理部13可以由进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform(FFT))处理的任意电路或芯片等构成。速度FFT处理部13也可以进行快速傅里叶变换以外的傅里叶变换。
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,适当地称作“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能够基于啁啾信号的子帧(例如,图3所示的子帧1),推定与规定物体的相对速度。如上所述地对差拍信号进行距离FFT处理,能够生成多个矢量。能够通过求出对这些多个矢量进行速度FFT处理的结果中的峰值的相位,推定与规定物体的相对速度。即,电子设备1能够通过进行速度FFT处理来测定(推定)图1所示的移动体100与规定物体200之间的相对速度。由于通过对进行距离FFT处理的结果进行速度FFT处理,测定(推定)与规定物体的相对速度的技术本身是公知的,因此适当简化或省略更详细的说明。由速度FFT处理部13进行速度FFT处理的结果(例如,速度信息),可以向速度检测判定部14供给。另外,由速度FFT处理部13进行速度FFT处理的结果,也可以向到达角推定部15和/或物体检测部16等供给。
速度检测判定部14基于由速度FFT处理部13进行速度FFT处理的结果,进行对速度的判定处理。例如,具体而言,在由速度FFT处理部13进行速度FFT处理的结果中的峰值在规定的阈值以上的情况下,速度检测判定部14可以判定为该速度存在物体。如此地,速度检测判定部14判定是否在规定的速度中检测到目标。
到达角推定部15基于由速度FFT处理部13进行速度FFT处理的结果,推定来自规定物体200的反射波R到达的方向。电子设备1能够通过从多个接收天线31接收反射波R,来推定反射波R到达的方向。例如,多个接收天线31以规定间隔配置。在这种情况下,从发送天线25发送的发送波T被规定物体200反射成反射波R,以规定间隔配置的多个接收天线31分别接收反射波R。另外,到达角推定部15能够基于多个接收天线31分别接收的反射波R的相位以及各个反射波R的路径差,推定反射波R到达接收天线31的方向。即,电子设备1能够基于进行了速度FFT处理的结果,来测定(推定)图1所示的到达角θ。
提出了各种基于进行了速度FFT处理的结果来推定反射波R到达的方向的技术。例如,作为已知的到达方向推定的算法,已知MUSIC(多重信号分类,MUltiple SIgnalClassification)和ESPRIT(基于旋转不变技术的信号参数估计,Estimation of SignalParameters via Rotational Invariance Technique)等。因此,适当简化或省略对公知技术的更详细的说明。可以向物体检测部16供给由到达角推定部15推定的到达角θ的信息(角度信息)。
物体检测部16基于从距离FFT处理部11、速度FFT处理部13和到达角推定部15中的至少任一个供给的信息,检测存在于发送波T的发送范围内的物体。例如,物体检测部16可以通过基于供给的距离信息、速度信息和角度信息进行聚类处理来进行物体检测。作为使数据聚类时使用的算法,例如,已知DBSCAN(具有噪声的基于密度的聚类方法,Density-based spatial clustering of applications with noise)等。在聚类处理中,例如,可以算出构成所检测的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信息、速度信息、角度信息和功率信息,例如,可以向ECU50等供给。在这种情况下,在移动体100是汽车的情况下,例如,可以使用CAN(控制器局域网,Controller Area Network)等通信接口来进行通信。
一实施方式的电子设备1具备的ECU50能够控制移动体100整体的操作,包含控制构成移动体100的各功能部。ECU50为了提供用于执行各种功能的控制和处理能力,可以至少包含一个处理器,例如CPU(中央处理器,Central Processing Unit)等。ECU50可以集中由1个处理器来实现,可以由几个处理器来实现,也可以由各自独立的处理器来实现。处理器可以作为单一集成电路被实现。集成电路也称作IC(集成电路,Integrated Circuit)。处理器可以作为多个可通信连接的集成电路和分立电路被实现。处理器可以基于其他各种已知技术来实现。在一实施方式中,例如,ECU50可以由CPU和由该CPU执行的程序构成。ECU50可以适当包含ECU50的操作所需要的存储器。另外,控制部10的功能的至少一部分可以是ECU50的功能,ECU50的功能的至少一部分可以是控制部10的功能。
图2所示的电子设备1具备2个发送天线25和4个接收天线31。但是,一实施方式的电子设备1可以具备任意数量的发送天线25和任意数量的接收天线31。例如,通过具备2个发送天线25和4个接收天线31,能够认为电子设备1具备由8根天线虚拟构成虚拟天线阵列。如此地,例如,电子设备1可以通过使用8根虚拟天线,来接收图3所示的16个子帧的反射波R。
接着,说明一实施方式的电子设备1的目标检测处理。
近年来,能检测汽车等车辆等的周边存在的障碍物等的传感器中,例如,存在毫米波雷达、LiDAR(光检测和测距(Light Detection and Ranging)、激光成像检测和测距(Laser Imaging Detection and Ranging))或超声波传感器等各种传感器。在这些传感器中,从检测障碍物的精度、可靠度和成本等观点出发,大多采用毫米波方式的雷达。
作为使用毫米波雷达检测车辆周边的障碍物等的技术,例如,有盲点检测(BlindSpot Detection:BSD)、后退中或出库时的横向检测(Cross traffic alert:CTA)、可通行区域检测(Free space detection:FSD)等。在这些检测中,通常预先设定取决于毫米波雷达天线的物理形状的电波辐射范围,并确定物体检测范围。即,在各雷达中,通常的做法是根据各自的用途或功能等,已预先确定毫米波雷达的天线的物理形状,并预先规定有物体检测范围。因此,为实现多个不同的雷达的功能,需要多个不同的雷达传感器。
但是,根据用途或功能分别准备多个雷达传感器,从成本的观点出发是不利的。另外,例如,如果预先确定了天线的物理形状并且辐射范围也已确定,则难以变更该天线的用途和功能。另外,例如,在已确定天线的物理形状和辐射范围而检测辐射范围内的所有对象物的情况下,处理的信息量增大。在这种情况下,由于存在不需要的物体也作为对象物被误检的可能性,因此会降低检测的可靠度。另外,例如,在天线的物理形状和辐射范围已确定并增加传感器的安装数时,因车辆(主要是线束)的重量增大而燃油效率降低,或因耗电量增大而燃油效率降低。此外,由于当使用多个雷达传感器进行检测时,传感器之间会产生延迟,因此当基于这样的检测进行自动驾驶或驾驶辅助等时,处理需要花费时间。这是由于CAN的处理速度比雷达的更新速度慢,而且反馈也需要时间。另外,当使用物体检测范围不同的多个传感器进行检测时,控制会变得繁杂。
因此,一实施方式的电子设备1能将1个雷达传感器用于多个功能或用途。另外,一实施方式的电子设备1能由1个雷达传感器进行仿佛同时实现多个功能或用途一样的操作。
图4是说明一实施方式的电子设备1的操作的例子的图。
图4所示的移动体100搭载有一实施方式的电子设备1。另外,如图4所示,至少一个传感器5设置在移动体100的后部左侧。另外,如图4所示,传感器5与搭载于移动体100的ECU50连接。在图4所示的移动体100中,除了后部左侧以外,可以设置与设置在后部左侧的传感器5相同操作的传感器5。在以下的说明中,仅说明设置在后部左侧的1个传感器5,省略说明其他传感器。另外,在以下的说明中,构成电子设备1的各功能部的控制,能够由控制部10、相位控制部23和ECU50中的至少任一个控制。
如图4所示,一实施方式的电子设备1能够选择多个检测范围中的任一个来检测物体。另外,一实施方式的电子设备1能够切换至多个检测范围中的任一个来检测物体。在图4中,示出了根据一实施方式的电子设备1(尤其是传感器5)发送的发送信号和电子设备1(尤其是传感器5)接收的接收信号来检测物体的范围。
例如,一实施方式的电子设备1,例如在用于泊车辅助(Parking assist)的用途或功能的情况下,能够将图4所示的(1)的范围作为物体检测范围来进行物体检测。例如,图4所示的物体检测范围(1)可以是与为了泊车辅助(Parking assist)而专门设计的雷达的物体检测范围相同或类似的范围。另外,例如,一实施方式的电子设备1,例如在用于可通行区域检测(FSD)的用途或功能的情况下,能够将图4所示的(2)的范围作为物体检测范围来进行物体检测。例如,图4所示的物体检测范围(2)可以是与为了可通行区域检测(FSD)而专门设计的雷达的物体检测范围相同或类似的范围。
另外,例如,一实施方式的电子设备1,例如在用于出库时撞击检测(CTA)的用途或功能的情况下,能够将图4所示的(3)的范围作为物体检测范围来进行物体检测。例如,图4所示的物体检测范围(3)可以是与为了出库时撞击检测(CTA)而专门设计的雷达的物体检测范围相同或类似的范围。另外,例如,一实施方式的电子设备1,例如在用于盲点检测(BSD)的用途或功能的情况下,能够将图4所示的(4)的范围作为物体检测范围来进行物体检测。例如,图4所示的物体检测范围(4)可以是与为了盲点检测(BSD)而专门设计的雷达的物体检测范围相同或类似的范围。
此外,一实施方式的电子设备1,例如,能够任意切换图4所示的物体检测范围(1)~(4)中的多个范围来检测物体。在这种情况下切换的多个范围,如上所述地,例如可以基于移动体100的驾驶员等的操作来确定,也可以基于控制部10或ECU50等的指示来确定。
如此地,在一实施方式的电子设备1中,在根据物体检测范围(1)~(4)中的任意多个范围进行物体检测的情况下,控制部10可以基于任意信息来确定任意多个物体检测范围。另外,若确定了多个物体检测范围,则控制部10可以设定用于在确定的多个物体检测范围中进行发送信号的发送和接收信号的接收的各种参数。例如,控制部10设定的各种参数可以存储于存储部40。
这样的参数在电子设备1进行物体检测之前,例如可以基于在测试环境中的实测等来确定。另外,在这样的参数未存储于存储部40的情况下,可以是控制部10基于过去的测定数据等规定的数据适当推定的参数。另外,在这样的参数未存储于存储部40的情况下,例如,控制部10可以通过与外部网络连接来获取适当的参数。
如此地,在一实施方式中,控制部10基于作为发送波T被发送的发送信号和作为反射波R被接收的接收信号,来检测反射发送波T的物体。另外,在一实施方式中,控制部10使根据发送信号和接收信号的多个物体检测范围(例如,图4的物体检测范围(1)~(4))可变。
此外,在一实施方式中,控制部10能切换多个物体检测范围。例如,控制部10可以在物体检测范围(3)中进行物体检测之后,将进行物体检测的范围从物体检测范围(3)切换为物体检测范围(2)。另外,在一实施方式中,控制部10可以根据检测物体的用途和功能(例如,泊车辅助(PA)和盲点检测(BSD)等)中的至少一种来改变多个物体检测范围。另外,在一实施方式中,如后所述,控制部10可以随微小的时间经过而改变多个物体检测范围。
另外,在一实施方式中,控制部10可以基于物体的检测结果,确定多个物体检测范围。例如,在通过物体检测已经检测出规定物体的情况下,控制部10可以根据其检测到的物体的位置确定多个物体检测范围。另外,在一实施方式中,控制部10可以仅处理多个物体检测范围中的任一个中的发送信号和接收信号。
如此地,一实施方式的电子设备1,例如在基于毫米波雷达等的物体检测中,能够进行检测范围的截取(设定和/或切换)。因此,根据一实施方式的电子设备1,能够灵活对应希望在多个物体检测范围中检测物体的情况。另外,一实施方式的电子设备1能够预先将物体的检测范围设定得较宽,并基于由电子设备1检测的距离和/或角度等信息,仅截取需要检测的范围的信息。因此,根据一实施方式的电子设备1,不增加处理负荷就能够处理所需要的检测范围的信息。因此,根据一实施方式的电子设备1,能够提高物体检测的便利性。
一实施方式的电子设备1,如图4所示,使基于发送信号和接收信号的物体检测范围可变,但还可以使发送波T的波束朝向该物体检测范围。由此,能够以高精度检测在所期望的截取范围中的物体。
例如,一实施方式的电子设备1,如上所述,作为盲点检测(BSD)的用途或功能,能够选择图4所示的多个检测范围中的物体检测范围(4)来进行物体检测。一实施方式的电子设备1,还可以形成从多个发送天线25向物体检测范围(4)的方向发送的发送波T的波束(波束成形)。例如,在检测远处的物体的情况下,由从多个发送天线25向该方向发送的发送波的波束进行波束成形,能够高精度地覆盖物体检测范围。
图5和图6是示出一实施方式的电子设备中的发送天线和接收天线的配置的例子的图。
一实施方式的电子设备1的传感器5,如图5所示,例如可以具备2个发送天线25A和25A’。另外,一实施方式的电子设备1的传感器5,如图5所示,可以具备4个接收天线31A、31B、31C和31D。
4个接收天线31A、31B、31C和31D分别在水平方向(X轴方向)上仅以λ/2的间隔分离着配置,发送波T的波长记作λ。如此地,通过在水平方向上并排配置多个接收天线31,并由多个接收天线31接收发送波T,电子设备1能够推定反射波R到达的方向。在此,例如在发送波T的频带为77GHz~81GHz的情况下,发送波T的波长λ可以是其中心频率79GHz的发送波T的波长。
另外,2个发送天线25A和25A’分别在垂直方向(Z轴方向)上仅以λ/2的间隔分离着配置,发送波T的波长记作λ。如此地,通过在垂直方向上并排配置多个发送天线25,并由多个发送天线25发送发送波T,电子设备1能够使发送波T的波束的朝向在垂直方向上变化。
另外,一实施方式的电子设备1的传感器5,如图6所示,例如可以具备4个发送天线25A、25A’、25B和25B’。
在此,2个发送天线25A和25B,如图6所示,分别在水平方向(X轴方向)上仅以λ/2的间隔分离着配置,发送波T的波长记作λ。另外,2个发送天线25A’和25B’,如图6所示,也分别在水平方向(X轴方向)上仅以λ/2的间隔分离着配置,发送波T的波长记作λ。如此地,通过在水平方向上并排配置多个发送天线25,并由多个发送天线25发送发送波T,电子设备1能够使发送波T的波束的朝向在水平方向上也变化。
另一方面,如图6所示,2个发送天线25A和25A’,分别在垂直方向(Z轴方向)上仅以λ/2的间隔分离着配置,发送波T的波长记作λ。另外,如图6所示,2个发送天线25B和25B’,也分别在垂直方向(Z轴方向)上仅以λ/2的间隔分离着配置,发送波T的波长记作λ。如此地,即使在图6所示的配置中,通过在垂直方向上并排配置多个发送天线25,并由多个发送天线25发送发送波T,电子设备1能够使发送波T的波束的朝向在垂直方向上变化。
在一实施方式的电子设备1中,在对从多个发送天线25发送的发送波T进行波束成形的情况下,可以基于多个发送波T被发送时的路径差,将各个发送波T的相位在规定方向上对齐。在一实施方式的电子设备1中,为了使各个发送波T的相位在规定方向上对齐,例如,相位控制部23可以控制从多个发送天线25发送的发送波的至少一个相位。
为了使多个发送波T的相位在规定方向上对齐而控制的相位量,可以与该规定方向对应地存储在存储部40中。即,进行波束成形时的波束的朝向与相位量的关系,可以存储在存储部40中。
例如,可以在由电子设备1进行物体检测前,基于测试环境中的实测等来确定这样的关系。另外,在这样的关系未存储于存储部40的情况下,可以是相位控制部23基于过去的测定数据等规定的数据适当推定的关系。另外,在这样的关系未存储于存储部40的情况下,例如,相位控制部23可以通过与外部进行网络连接来获取适当的关系。
在一实施方式的电子设备1中,用于对从多个发送天线25发送的发送波T进行波束成形的控制,可以由控制部10和相位控制部23中的至少一方来进行。另外,在一实施方式的电子设备1中,至少包含相位控制部23的功能部,也被记作发送控制部。
如此地,在一实施方式的电子设备1中,发送天线25可以包含多个发送天线。另外,在一实施方式的电子设备1中,接收天线31也可以包含多个接收天线。另外,在一实施方式的电子设备1中,发送控制部(例如,相位控制部23)可以控制从多个发送天线25发送的发送波T在规定方向上形成波束(波束成形)。另外,在一实施方式的电子设备1中,发送控制部(例如,相位控制部23)可以在检测物体的范围的方向上形成波束。
另外,在一实施方式的电子设备1中,如上所述,发送天线25可以包含以含垂直方向分量的方式配置的多个发送天线25。在这种情况下,在一实施方式的电子设备1中,相位控制部23(发送控制部)可以在包含垂直方向分量的物体检测范围的方向上改变波束的方向。
此外,在一实施方式的电子设备1中,如上所述,发送天线25可以包含以含水平分量的方式配置的多个发送天线25。在这种情况下,在一实施方式的电子设备1中,相位控制部23(发送控制部)可以在包含水平分量的物体检测范围的方向上改变波束的方向。
另外,在一实施方式的电子设备1中,发送控制部(例如,相位控制部23)可以在覆盖检测物体的范围的至少一部分的方向上形成波束。另外,在一实施方式的电子设备1中,发送控制部(例如,相位控制部23)可以控制多个发送波中的至少一个的相位以使从多个发送天线25发送的各个发送波T的相位在规定方向上对齐。
根据一实施方式的电子设备1,基于从多个发送天线25输出的宽频带信号(例如,FMCW信号)的频率信息算出相位的补偿值,能够对多个发送天线中的每一个实施取决于频率的相位补偿。由此,在能够获取发送信号的全频带中,能够在特定方向上高精度地进行波束成形。
根据这样的波束成形,能够在需要物体检测的特定方向上,扩大能检测物体的距离。另外,根据上述的波束成形,能够减少来自不必要的方向的反射信号。因此,能够提高检测距离/角度的精度。
图7是说明由一实施方式的电子设备1实现的雷达的检测距离的类别的图。
如上所述,一实施方式的电子设备1能够进行物体检测范围的截取和/或发送波的波束成形。通过采用这样的物体检测范围的截取和发送波的波束成形中的至少一方,能够规定能由发送信号和接收信号检测出物体的距离范围。
如图7所示,一实施方式的电子设备1,例如能够在r1的范围内进行物体检测。例如,图7所示的范围r1可以是能够由超短距离雷达(Ultra short range radar:USRR)进行物体检测的范围。另外,如图7所示,一实施方式的电子设备1,例如能够在r2的范围内进行物体检测。图7所示的范围r2,例如可以是能够由短距离雷达(Short range radar:SRR)进行物体检测的范围。此外,如图7所示,一实施方式的电子设备1,例如能够在r3的范围内进行物体检测。图7所示的范围r3,例如可以是能够由中距离雷达(Mid range radar:MRR)进行物体检测的范围。如上所述,一实施方式的电子设备1,例如能够适当切换范围r1、范围r2和范围r3中的任一个范围来进行物体检测。这样的检测距离不同的雷达具有检测距离越长则距离的测定精度就越低的倾向。
如此地,在一实施方式的电子设备1中,控制部10可以根据多个物体检测范围中的任一个来设定由发送信号和接收信号检测物体的距离的范围。
接着,说明一实施方式的电子设备1中发送的发送波T的不同模式。
通常,作为发送波T被物体反射的反射波R被接收的接收信号的信号强度,根据距要检测的物体的距离而不同。通常,具有随着距要检测的物体的距离变远,作为反射波R被接收的接收信号的信号强度变弱的倾向。相反,具有随着距要检测的物体的距离变近,作为反射波R被接收的接收信号的信号强度增强的倾向。因此,当想要同时检测相对近距离的物体和相对远距离的物体时,接收信号的动态范围变得相对宽。于是,接收并处理这样的接收信号的电路(例如,图2所示的AD转换部36等)所需要的动态范围也变得相对宽。通常,当扩大电路中能处理的动态范围时,存在导致成本增大的倾向。
因此,一实施方式的电子设备1可以在发送信号的各帧中包含至少两个时间划分。另外,在一实施方式的电子设备1中,可以在这样的时间划分中,以不同模式发送发送波。如以下说明,一实施方式的电子设备1通过以不同模式发送发送波,并针对每个该模式调节接收信号的增益,使接收信号的动态范围不会增大至规定以上。即,控制部10可以通过设定规定发送信号和接收信号的各种参数来控制模式,该发送信号和接收信号用于检测将发送波T作为反射波R反射的物体。即,控制部10可以设定用于从发送天线25发送发送波T的各种参数和用于从接收天线31接收反射波R的各种参数。控制部10可以设定频率相对于啁啾信号的时间的变化(斜率)的值和/或采样率。即,雷达的距离范围根据控制部10设定的斜率而变化。另外,距离精度(距离分辨率)根据控制部10设定的采样率而变化。另外,能够根据控制部10的设定来切换近距离三维传感模式和二维波束成形模式。近距离三维传感模式通过切换在垂直方向相距半波长的天线,能够实现三维传感。二维波束成形模式能够实现高速检测。二维波束成形模式通过进行波束成形,能够实现长距离传播。二维波束成形模式能通过收窄波束来减少周边多余的干涉。另外,控制部10可以通过控制啁啾信号的输出、相位、振幅、频率、频率范围等来设定模式。
图8是示出各模式中的物体检测范围的例子的图。图8所示的物体检测范围r1、r2和r3可以分别与图7所示的范围r1、r2和r3相同,也可以不同。
如图8所示,物体检测范围r1可以是电子设备1的第一模式中检测物体的范围。在此,物体检测范围r1,例如可以是,最小检测范围为0.2m,最大检测范围为12.5m。另外,如图8所示,物体检测范围r2可以是电子设备1的第二模式中检测物体的范围。在此,物体检测范围r2,例如可以是,最小检测范围为1m,最大检测范围为50m。另外,如图8所示,物体检测范围r3可以是电子设备1的第三模式中检测物体的范围。在此,物体检测范围r3,例如可以是,最小检测范围为5m,最大检测范围为200m。
一实施方式的电子设备1可以在发送信号的各帧中,以如上述第一模式~第三模式的不同发送方式发送发送波。在图8中,示出如第一模式~第三模式的3种不同发送方式的模式的例子。但是,不同发送方式的模式可以是2种不同发送方式的模式或多于3种不同发送方式的模式。另外,在图8中,物体检测范围按照从第一模式到第三模式的顺序增大。但是,物体检测范围也可以按照从第一模式到第三模式的顺序减小。另外,物体检测范围的尺寸也可以不必按照从第一模式到第三模式的顺序变化。
在此,说明在一实施方式的电子设备1中,检测到物体的距离与作为被该物体反射的反射波R被接收的接收信号的强度的关系。
图9是示出一实施方式的电子设备1的物体检测距离与接收信号的相对接收功率的关系的一个例子的图。图9以物体检测距离为12.5m时接收信号的强度(功率)为60dB的情况为基准,示出两者关系的一个例子。在本发明的电子设备1中,可以不使用以下所示的数值,而使用实验等中求出的数值。
如上所述,通常,具有随着距要检测的物体的距离变远,作为反射波R被接收的接收信号的信号强度变弱的倾向。相反,具有随着距要检测的物体的距离变近,作为反射波R被接收的接收信号的信号强度增强的倾向。在图9所示的例中,例如,当物体检测距离为0.2m时,相对接收功率为131.6dB。另外,在图9所示的例中,例如,当物体检测距离为200m时,相对接收功率为12dB。因此,当尝试同时检测相距0.2m的物体和相距200m的物体时,接收信号的动态范围为120dB左右。即,当尝试处理这样的信号时,要求接收电路(例如,图2所示的AD转换部36等)对应120dB左右的动态范围。
图10是说明一实施方式的电子设备1的发送波T在1帧中设定不同模式的发送信号的例子的图。
一实施方式的电子设备1的控制部10可以控制在发送信号的各帧中,包含发送波以不同模式被发送的至少两个时间划分。例如,如图10所示,控制部10可以控制在发送信号的帧1中,包含如第一模式~第三模式的发送波以不同模式发送的三种时间划分。
如图10所示,发送信号的帧1包含第一模式、第二模式和第三模式这三种模式的时间划分。如图10所示,在第一模式中,包含n1个啁啾信号cα。另外,在第二模式中,包含n2个啁啾信号cβ。另外,在第三模式中,包含n3个啁啾信号cγ。如此地,在每个第一模式~第三模式中可以包含不同(波形不同)的啁啾信号。另外,在每个第一模式~第三模式中可以包含不同个数的啁啾信号。如第一模式~第三模式,通过使作为发送信号被发送的啁啾信号的频率的时间变化不同,能够改变物体检测的距离和物体检测的分辨率(检测精度)。在本发明中,发送信号的帧不限定于三种模式,也可以包含2种或4种以上的任意数量的时间划分。另外,各个模式中的啁啾信号的个数也可以为任意个数。
如此地,控制部10可以控制发送波以作为发送信号被发送的啁啾信号的频率的时间变化不同的模式发送。另外,控制部10可以控制发送波以基于发送信号和接收信号检测物体的范围中的分辨率不同的模式发送。另外,控制部10可以控制发送波以作为发送信号被发送的啁啾信号的单元数(即,啁啾信号的个数)不同的模式发送。
在图10中,示出帧2以后的发送信号的配置也与帧1相同的例子。但是,帧2以后的发送信号的配置可以与帧1不同,帧3以后的发送信号的配置,例如也可以与帧1和帧2不同。在图10中,第一模式~第三模式之间设置有间隔,但也可以不设置这样的间隔。另外,如上所述,图10所示的各帧中包含的模式的数量不限定于3个,例如,也可以是2个或多于3个。
如此地,一实施方式的电子设备1的控制部10可以控制在发送信号的各帧中,包含发送波以不同的模式被发送的至少两个时间划分。在这种情况下,控制部10可以控制发送波以基于发送信号和接收信号检测物体的范围不同的模式被发送。
图11是示出一实施方式的电子设备1在各模式中的规格的一个例子的图。图11示出针对第一模式~第三模式的各模式的物体的最小检测范围、物体的最大检测范围、物体的检测精度(分辨率)、所需动态范围和接收增益的各值的设定的例子。
如图11所示,在第一模式~第三模式的各模式中,物体的最小检测范围、物体的最大检测范围可以与图8中说明的相同。即,如图11所示,在第一模式中,可以是最小检测范围为0.2m,最大检测范围为12.5m。另外,在第二模式中,可以是最小检测范围为1m,最大检测范围为50m。另外,在第三模式中,可以是最小检测范围为5m,最大检测范围为200m。
在图11所示的第一模式~第三模式的各模式中,物体的检测精度(分辨率),例如,能够基于上述最大检测范围和最小检测范围以及距离FFT处理部11中的FFT处理的点数求出。例如,设距离FFT处理部11中的FFT处理的点数为256点。在这种情况下,在第一模式中,由于将12.5m-0.2m=12.3m的距离以256点进行FFT处理,因此其检测精度(分辨率)为12.3m/256=约5cm。相同地,在第二模式中,能够求出其检测精度(分辨率)为20cm。另外,在第三模式中,能够求出其检测精度(分辨率)为80cm。
接着,研究在图11所示的第一模式~第三模式的各模式中所需的动态范围。在图11中,将所需的动态范围简称为“所需DR”。所需DR能够根据分别与上述最大检测范围和最小检测范围相对应的相对接收功率(参照图9)来求出。
例如,在第一模式中,图9中与最小检测范围0.2m对应的相对接收功率为131.6dB,图9中与最大检测范围12.5m对应的相对接收功率为60dB。这样的信号的动态范围为131.6dB-60dB=71.6dB。另外,在第二模式中,图9中与最小检测范围1m对应的相对接收功率为103.7dB,图9中与最大检测范围50m对应的相对接收功率为36dB。这样的信号的动态范围为103.7dB-36dB=67.7dB。另外,在第三模式中,图9中与最小检测范围5m对应的相对接收功率为75.8dB,图9中与最大检测范围200m对应的相对接收功率为12dB。这样的信号的动态范围为75.8dB-12dB=63.8dB。
如图11所示,已知图11所示的第一模式~第三模式的各模式中所需的动态范围,每个都不超过72dB。但是,当试图对这些信号实施相同的处理时,所需的动态范围为12dB~131.6dB,即,依然约为120dB左右。因此,在一实施方式的电子设备1中,增益调节部35可以针对每个上述各模式调节接收信号的增益。
具体而言,如图11所示,在第一模式中,增益调节部35例如可以将接收信号的增益大约调节0dB。即,在第一模式中,增益调节部35例如可以不增减接收信号的增益。另外,如图11所示,在第二模式中,增益调节部35例如可以将接收信号的增益大约调节30dB。即,在第二模式中,增益调节部35例如可以将接收信号的增益增大30dB。另外,如图11所示,在第三模式中,增益调节部35例如可以将接收信号的增益大约调节55dB。即,在第三模式中,增益调节部35例如可以将接收信号的增益增大55dB。
图12是说明一实施方式的电子设备1中的接收增益的调节的图。图12所示的各帧中的各模式可以与图10所示的各帧中的各模式相对应。即,与图10所示的第一模式中发送的发送信号相对应,如图12中的第一模式所示,增益调节部35可以调节0dB的接收增益。另外,与图10所示的第二模式中发送的发送信号相对应,如图12中的第二模式所示,增益调节部35可以调节30dB的接收增益。另外,与图10所示的第三模式中发送的发送信号相对应,如图12中的第三模式所示,增益调节部35可以调节55dB的接收增益。
图13是示出一实施方式的电子设备1的各模式中的接收信号的相对接收功率的一个例子的图。图13是示出针对第一模式~第三模式的各模式,与物体检测的距离相对应的接收信号的相对强度(功率)的图。在图13中,示出作为针对第一模式~第三模式的各模式的相对接收功率,调节接收增益后的数值。即,图13所示的相对接收功率表示如上所述地由增益调节部35控制接收增益后的数值。另外,在图13中,未记载数值的栏(记载为**的栏)是指由于在该模式中不支持而未检测到物体。
如图13所示,在第一模式中,接收信号的增益大约调节0dB。因此,在第一模式中,距离0.2m的相对接收功率为131.6dB,距离12.5m的相对接收功率为60dB。在这种情况下,第一模式中所需的动态范围是60dB~131.6dB的71.6dB。
如图13所示,在第二模式中,接收信号的增益大约调节30dB。因此,在第二模式中,距离1m的相对接收功率为133.7dB,距离50m的相对接收功率为66dB。在这种情况下,第二模式中所需的动态范围是66dB~133.7dB的67.7dB。
如图13所示,在第三模式中,接收信号的增益大约调节55dB。因此,在第三模式中,距离5m的相对接收功率为130.8dB,距离200m的相对接收功率为67dB。在这种情况下,第三模式中所需的动态范围是67dB~130.8dB的63.8dB。
如此地,在一实施方式的电子设备1中,增益调节部35可以针对上述各模式调节接收信号的增益。另外,增益调节部35可以针对各模式调节接收信号的增益,以使接收信号的动态范围在规定以内。例如,如图13所示的例子,增益调节部35可以调节接收信号的增益,以使接收信号的动态范围在各模式中不超过75dB。
通过如上所述地调节增益,如图13所示,设物体检测的范围(距离)为0.2m~200m,需要的动态范围能够保持在72dB左右。如图9所示的例子中说明的,当尝试在0.2m~200m的范围(距离)中同时检测物体时,需要的动态范围为120dB左右。但是,在一实施方式的电子设备1中,通过如上调节所述增益,需要的动态范围为72dB左右。因此,根据一实施方式的电子设备1,能够降低设备成本而不是增大。
在图13所示的例子中,物体检测范围(距离)按照从第一模式到第三模式的顺序增大。另外,图13所示的例子中,接收信号的动态范围按照从第一模式到第三模式的顺序减小。如此地,在一实施方式的电子设备1中,增益调节部35可以针对各模式调节接收信号的增益,以使接收信号的动态范围随着基于发送信号和接收信号检测物体的范围(距离)增大而减小。
另外,如图13所示,第一模式中的物体检测范围(距离)为0.2m~12.5m。第二模式中的物体检测范围(距离)为1m~50m。第三模式中的物体检测范围(距离)为5m~200m。因此,在图13所示的第一模式~第三模式的各模式中,物体检测范围(距离)具有重复的范围。如此地,在一实施方式的电子设备1中,增益调节部35可以针对各模式调节接收信号的增益,以使各个模式中基于发送信号和接收信号检测物体的范围有冗余。通过这样使物体检测范围有冗余,能够降低物体的误检或未检测。因此,根据一实施方式的电子设备1能够提高物体检测的精度。
图14是说明一实施方式的电子设备的操作的流程图。以下,说明一实施方式的电子设备的操作的流程。
例如,图14所示的操作可以在通过搭载于移动体100的电子设备1检测存在于移动体100周围的物体时开始。
当图14所示的操作开始时,控制部10确定各模式的物体检测范围(步骤S1)。例如,在步骤S1中,如图11所示,控制部10可以使第一模式的物体检测范围为0.2m~12.5m。另外,例如,在步骤S1中,如图11所示,控制部10可以使第二模式中的物体检测范围为1m~50m。另外,例如,在步骤S1中,如图11所示,控制部10可以使第三模式中的物体检测范围为5m~200m。这样的物体检测范围可以预先存储于存储部40。在步骤S1中,控制部10例如可以基于移动体100的驾驶员等的操作来确定各模式的物体检测范围,例如还可以基于控制部10或ECU50等的指示来确定各模式的物体检测范围。
另外,步骤S1所示的操作,可以不是在图14所示的操作开始后第一次进行的操作,而是已经在之前进行了图14所示的操作后再次开始的操作。在再次进行的步骤S1的时刻已经由控制部10确定了各模式的物体检测范围的情况下,控制部10可以再次使用该确定的物体检测范围。
在步骤S1中确定各模式的物体检测范围之后,控制部10可以算出各模式中的接收信号的动态范围(步骤S2)。例如,在步骤S2中,如图11所示,控制部10可以算出第一模式的动态范围为60dB~131.6dB。另外,例如,在步骤S2中,如图11所示,控制部10可以算出第二模式的动态范围为36dB~103.7dB。另外,例如,在步骤S2中,如图11所示,控制部10可以算出第三模式的动态范围为12dB~75.8dB。
在步骤S2中,例如,控制部10可以基于图9示出的对应关系算出各模式中的接收信号的动态范围。另外,如图9所示的对应关系,例如可以在步骤S2或步骤S2前后等中由控制部10算出,也可以预先存储于存储部40。
在步骤S2中算出动态范围之后,控制部10设定各模式的接收信号的增益(步骤S3)。在步骤S3中,控制部10可以设定该模式的接收信号的增益,以使各模式的动态范围的上限和下限落在规定宽度的数值内。
例如,在步骤S3中,如图13所示,控制部10可以将第一模式的接收信号的增益设定为0dB,以使第一模式的动态范围成为60dB~131.6dB的71.6dB。另外,例如,在步骤S3中,如图13所示,控制部10可以将第二模式的接收信号的增益设定为30dB,以使第二模式的动态范围成为66dB~133.7dB的67.7dB。另外,例如,在步骤S3中,如图13所示,控制部10可以将第三模式的接收信号的增益设定为55dB,以使第三模式的动态范围成为67dB~130.8dB的63.8dB。
在步骤S3中设定各模式的增益之后,为了在各模式的物体检测范围内检测物体,控制部10针对发送波T的各帧等设定电子设备1中的各种参数(步骤S4)。
例如,在步骤S4中,控制部10可以针对发送波T的各帧等设定各种参数,以将图8示出的各模式中的物体检测范围r1~r3的范围作为物体检测范围截取并进行物体检测。在步骤S4中,如图10所示,可以针对发送波T的帧设定各种参数,也可以针对构成帧的部分(例如,各模式或子帧等)设定各种参数,也可以针对啁啾信号设定各种参数。为了截取各模式中的物体检测范围等检测范围并进行物体检测而设定的各种参数,例如,可以存储于存储部40。在这种情况下,在步骤S4中,控制部10可以从存储部40读取各种参数并设定。
另外,在步骤S4中,控制部10可以针对发送波T的各帧等设定各种参数,以在确定的各个物体检测范围的方向上形成发送波的波束。例如,在步骤S4中,控制部10可以针对发送波T的各帧等设定各种参数,以使发送波的波束朝向步骤S1中确定的物体检测范围。为了使发送波的波束朝向各物体检测范围等检测范围而设定的各种参数,例如,能够预先存储于存储部40。在这种情况下,在步骤S4中,控制部10可以从存储部40读取各种参数并设定。在步骤S4中,控制部10可以针对发送波T的各帧等,例如,对相位控制部23或发送部20设定各种参数。
如此地,在一实施方式的电子设备1中,控制部10可以针对发送波T的帧等设定由发送信号和接收信号规定的多个物体检测范围中的任一个的参数。另外,控制部10可以在检测范围不同的模式中,针对帧或针对帧内的处理单元切换雷达模式并通知给信号生成部21。
在步骤S4中设定参数之后,控制部10进行控制以按照发送波T的帧等的顺序,从发送天线25发送发送波T(步骤S5)。例如,在步骤S5中,信号生成部21可以基于由控制部10设定的参数,按照发送波T的帧等的顺序,生成作为各模式的雷达发挥功能的发送信号。另外,在进行发送波T的波束成形的情况下,在步骤S5中,相位控制部23可以进行控制,以按照发送波T的帧等的顺序,从多个发送天线25发送的各个发送波T在规定方向上形成波束。在这种情况下,相位控制部23可以控制各发送波T的相位。此外,相位控制部23可以按照发送波T的帧等的顺序,控制发送波T的波束朝向步骤S1中确定的物体检测范围的方向,使得例如覆盖物体检测范围的至少一部分。
在步骤S5中发送发送波T之后,控制部10控制从接收天线31接收反射波R(步骤S6)。
在步骤S6中接收反射波R之后,增益调节部35调节接收信号的增益(步骤S7)。在步骤S7中,增益调节部35可以根据步骤S3中设定的接收增益调节接收信号的增益。另外,在步骤S7中,控制部10可以控制增益调节部35针对各模式调节接收信号的增益。
例如,在步骤S7中,在接收部30接收从发送部20以第一模式发送的发送波的反射波的时刻,增益调节部35可以将接收信号的增益仅调节0dB。另外,例如,在步骤S7中,在接收部30接收从发送部20以第二模式发送的发送波的反射波的时刻,增益调节部35可以将接收信号的增益仅调节30dB。另外,例如,在步骤S7中,在接收部30接收从发送部20以第三模式发送的发送波的反射波的时刻,增益调节部35可以将接收信号的增益仅调节55dB。在本发明中,作为调节接收信号的增益的时刻,增益调节部35可以任意组合使用从发送部20发送信号的规定时间之前的时刻、从发送部20发送信号的时刻、从发送部20发送信号之后且在接收部30接收反射波之前的时刻、接收部30接收到发送波的反射波的规定时间之后的时刻等适当时刻。
在步骤S7中调节接收信号的增益之后,控制部10检测存在于移动体100周围的物体(步骤S8)。在步骤S8中,控制部10可以在步骤S1中确定的物体检测范围内进行物体的检测(物体检测范围的截取)。在步骤S8中,控制部10可以基于距离FFT处理部11、速度FFT处理部12和到达角推定部13中的至少任一个的推定结果,来检测物体的存在。
在一实施方式的电子设备1中,例如控制部10根据针对多个不同模式的雷达获得的角度、速度、距离的信息进行物体检测(例如,聚类)处理,可以算出构成该物体的点的平均功率。另外,在一实施方式的电子设备1中,例如,控制部10可以向ECU50等上位的控制CPU通知针对多个不同模式的雷达获得的物体检测信息或点云信息。
由于能够使用公知的毫米波雷达的技术基于各种算法等来进行步骤S8中的物体的检测,因此省略更详细的说明。另外,在图14所示的步骤S8后,控制部10可以再次开始步骤S1的处理。在这种情况下,可以基于步骤S8中检测出物体的结果,在步骤S1中确定物体检测范围。如此地,在一实施方式的电子设备1中,控制部10可以基于作为发送波T被发送的发送信号和作为反射波R被接收的接收信号,来检测反射发送波T的物体。
如上述说明,根据一实施方式的电子设备1,由于在处理接收信号时不需要宽动态范围,因此能够降低导致成本增大的风险。另外,根据一实施方式的电子设备1,通过使物体检测范围有冗余,能够降低物体的误检或未检测。因此,根据一实施方式的电子设备1,可以降低设备的成本而不是增大,同时能够提高检测目标的精度。
需要说明的是,本发明的电子设备针对发送信号的各啁啾信号或针对任意个数的啁啾信号的组合,可以在上述第一模式~第三模式那样设定的模式中以不同发送方式发送发送波。在这种情况下,增益调节部35可以分别调节各模式的反射波的接收信号的增益。该电子设备针对发送信号的各啁啾信号或针对任意个数的啁啾信号的组合,在处理接收信号时不需要宽的动态范围。因此,本发明的电子设备能够降低导致成本增大的风险。另外,本发明的电子设备,通过使物体检测范围有冗余,能够降低物体的误检或未检测。因此,根据该电子设备,可以降低设备的成本而不是增大,同时能够提高检测目标的精度。
虽然本发明基于各附图和实施例进行说明,但应注意只要是本领域技术人员就容易基于本发明进行各种变形或修正。因此,应注意这些变形或修正包含在本发明的范围中。例如,可以以各功能部中包含的功能等在逻辑上不矛盾的方式进行再配置。多个功能部等可以组合成1个,也可以被分割。对于上述本发明的各实施方式,不限定于忠实地实施各自说明的各实施方式,能够适当组合各特征或省略一部分来实施。即,对于本发明的内容,只要是本领域技术人员就能够基于本发明进行各种变形和修正。因此,这些变形和修正包含于本发明的范围中。例如,在各实施方式中,能以各功能部、各方法、各步骤等在逻辑上不矛盾的方式追加到其他实施方式中或替换其他实施方式的各功能部、各方法、各步骤等。另外,在各实施方式中,可以将多个各功能部、各方法、各步骤等组合成1个或分割。另外,对于上述本发明的各实施方式,不限定于忠实地实施各自说明的各实施方式,能够适当组合各特征或省略一部分来实施。
上述实施方式不限定于只作为电子设备1的实施。例如,上述实施方式可以作为电子设备1等设备的控制方法来实施。此外,例如,上述实施方式可以作为电子设备1等设备执行的程序来实施。
另外,在上述实施方式中,说明了增益调节部35进行接收信号的增益的调节。但是,在一实施方式的电子设备1中,增益调节部35以外的其他功能部也可以进行接收信号的增益的调节。例如,如图15所示的电子设备1,LNA32’可以进行接收信号的增益的调节。在这种情况下,如图15所示,不需要使用增益调节部35。另外,图15所示的接收部30中的其他功能部也可以进行接收信号的增益的调节。
对于一实施方式的电子设备1,作为最小的构成,例如,可以具备传感器5或控制部10中的仅一个的至少一部分。另一方面,一实施方式的电子设备1是除了控制部10之外,还可以适当包含图2所示的信号生成部21、合成器22、相位控制部23、放大器24和发送天线25中的至少任一个的构成。另外,一实施方式的电子设备1是可以代替上述功能部或与上述功能部一同适当包含接收天线31、LNA32、混频器33、IF部34、AD转换部36中的至少任一个的构成。此外,一实施方式的电子设备1可以是包含存储部40的构成。如此地,一实施方式的电子设备1能够采用各种构成方式。另外,在一实施方式的电子设备1搭载于移动体100的情况下,例如,上述各功能部中的至少任一个可以设置在移动体100内部等适当的位置。另一方面,在一实施方式中,例如发送天线25和接收天线31中的至少任一个可以设置在移动体100的外部。
附图标记的说明
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 混频器
34 IF部
35 增益调节部
36 AD转换部
40 存储部
50 ECU
100 移动体
200 物体。

Claims (11)

1.一种电子设备,其中,
具备:
发送天线,发送发送波;
接收天线,接收所述发送波被反射的反射波;
控制部,基于作为所述发送波被发送的发送信号和作为所述反射波被接收的接收信号,检测反射所述发送波的物体;以及
增益调节部,调节所述接收信号的增益,
所述控制部控制以至少两个不同的模式来发送所述发送波,
所述增益调节部针对每个所述模式调节所述接收信号的增益。
2.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述增益调节部针对每个所述模式调节所述接收信号的增益,使得所述接收信号的动态范围在规定以内。
3.如权利要求1或2所述的电子设备,其中,
所述增益调节部针对每个所述模式调节所述接收信号的增益,使得随着基于所述发送信号和所述接收信号来检测物体的范围增大,所述接收信号的动态范围减小。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电子设备,其中,
所述增益调节部针对每个所述模式调节所述接收信号的增益,使得在各个所述模式中基于所述发送信号和所述接收信号来检测物体的范围存在冗余。
5.如权利要求1~4中任一项所述的电子设备,其中,
所述控制部控制所述发送波以基于所述发送信号和所述接收信号来检测物体的范围不同的模式被发送。
6.如权利要求1~5中任一项所述的电子设备,其中,
所述控制部控制所述发送波以基于所述发送信号和所述接收信号来检测物体的范围中的分辨率不同的模式被发送。
7.如权利要求1~6中任一项所述的电子设备,其中,
所述控制部控制所述发送波以作为所述发送信号被发送的啁啾信号的频率的时间变化不同的模式被发送。
8.如权利要求1~7中任一项所述的电子设备,其中,
所述控制部控制所述发送波以作为所述发送信号被发送的啁啾信号的单元数不同的模式被发送。
9.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述控制部控制在所述发送信号的各帧中,包含所述发送波以不同模式被发送的至少两个时间划分。
10.一种电子设备的控制方法,包含:
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的反射波的步骤;
基于作为所述发送波被发送的发送信号和作为所述反射波被接收的接收信号,检测反射所述发送波的物体的步骤;以及
调节所述接收信号的增益的步骤,
其中,
所述控制方法控制以至少两个不同的模式来发送所述发送波,
在所述调节的步骤中,针对每个所述模式调节所述接收信号的增益。
11.一种程序,使电子设备执行:
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的反射波的步骤;
基于作为所述发送波被发送的发送信号和作为所述反射波被接收的接收信号,检测反射所述发送波的物体的步骤;以及
调节所述接收信号的增益的步骤,
其中,
所述程序使所述电子设备执行控制以至少两个不同的模式来发送所述发送波的步骤,
在所述调节的步骤中,使所述电子设备执行针对每个所述模式调节所述接收信号的增益的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2765251B2 (ja) * 1991-03-06 1998-06-11 トヨタ自動車株式会社 車両用レーダ装置
DE19533379C2 (de) * 1995-09-09 2002-11-21 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zur Steuerung der Empfindlichkeit eines Radargerätes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
JP4111853B2 (ja) 2003-03-25 2008-07-02 富士通テン株式会社 送受信共用fm−cwレーダ装置及びfm−cwレーダの信号処理方法
JP2007170819A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Tdk Corp パルス波レーダー装置
US7400290B2 (en) * 2005-12-30 2008-07-15 Valeo Raytheon Systems, Inc. Vehicle radar system having multiple operating modes
KR100999340B1 (ko) * 2008-07-04 2010-12-08 재단법인대구경북과학기술원 거리 검출 방법 및 이를 이용한 레이더 장치
JP2013088273A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Mitsubishi Electric Corp Fmcwレーダ装置
US8576116B2 (en) * 2011-10-20 2013-11-05 Panasonic Corporation High speed high resolution wide range low power analog correlator and radar sensor
JP2014002053A (ja) 2012-06-19 2014-01-09 Honda Elesys Co Ltd 車載用のレーダ装置、車載用のレーダ方法及び車載用のレーダプログラム

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