CN115667986A - 雷达装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种雷达装置，在将由各种调频信号检测到的相对速度在多个种类之间进行组合以计算无折回的实际相对速度时，能防止经过一轮组合而产生2个以上的实际相对速度的计算值，能够唯一地决定实际相对速度。雷达装置(1)将速度计算范围的速度幅度(ΔVr)设定为小于能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度，并在速度计算范围内计算没有因相对速度的检测范围而产生的折回的实际相对速度(Vr)。

Description

雷达装置
技术领域
本申请涉及雷达装置。
背景技术
已知FCM(Fast Chirp Modulation：快速啁啾调制)方式的雷达装置，该雷达装置通过使用频率连续增加或减少的啁啾信号作为雷达波，对由发送信号和接收信号生成的节拍信号进行2次频率分析，从而检测出检测物体的距离和相对速度。例如，参照专利文献1至3。
例如，在专利文献2的技术中，为了解决相对速度的折回，构成为发送相对速度的检测范围彼此不同的2种啁啾信号，针对各种啁啾信号进行频率分析，计算出检测物体各自的距离和相对速度，将检测物体的相对速度在不同啁啾信号的种类之间进行组合，计算出无折回的相对速度。
例如，在雷达装置搭载在车辆上时，检测本车辆前方存在的车辆等移动物的相对速度、以及车道的路侧物、建筑物等静止物的相对速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第7639171号公报
专利文献2：日本专利特开2017-58291号公报
专利文献3：日本专利特开2017-90066号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，即使构成为将由各种调频信号检测到的相对速度在多个种类之间进行组合以计算无折回的实际相对速度，若扩大实际相对速度的速度计算范围，则也会经过一轮组合而产生2个以上的实际相对速度的计算值，无法唯一地决定实际相对速度。
因而，本申请的目的在于提供一种雷达装置，该雷达装置在将由各种调频信号检测到的相对速度在多个种类之间进行组合以计算无折回的实际相对速度时，能防止经过一轮组合而产生2个以上的实际相对速度的计算值，能够唯一地决定实际相对速度。
解决技术问题的技术方案
本申请所涉及的雷达装置包括：
发送部，该发送部从发送天线发送相对速度的检测范围彼此不同的多种调频信号；
接收部，该接收部通过接收天线接收被一个或多个物体反射的所述多种调频信号，并针对所述调频信号的各种类，将所发送的所述调频信号和接收到的所述调频信号进行混合以生成节拍信号；
频率分析部，该频率分析部针对所述调频信号的各种类，进行所述节拍信号的频率分析，针对各所述物体计算与本装置的距离和临时相对速度；
速度范围设定部，该速度范围设定部设定速度计算范围；及
相对速度计算部，该相对速度计算部将所述物体的距离和临时相对速度分别在不同的所述调频信号的种类之间进行组合，并且针对各所述物体，在所述速度计算范围内，计算没有因所述相对速度的检测范围所产生的折回的实际相对速度，
所述速度范围设定部将所述速度计算范围的速度幅度设定为小于能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度。
发明效果
根据本申请所涉及的雷达装置，速度计算范围被设定为小于能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度，因而能够避免计算出2个以上对应于组合的实际相对速度，能够唯一地计算实际相对速度。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的雷达装置的概略结构图。
图2是说明实施方式1所涉及的发送信号、接收信号以及节拍信号的时序图。
图3是实施方式1所涉及的控制装置的硬件结构图。
图4是说明实施方式1所涉及的雷达装置的处理的流程图。
图5是用于说明实施方式1所涉及的第1次频率分析结果的图。
图6是用于说明实施方式1所涉及的第2次频率分析结果的图。
图7是用于说明实施方式1所涉及的临时的相对速度的折回的图。
图8是用于说明实施方式1所涉及的一轮组合的图。
图9是用于说明实施方式1所涉及的一轮组合的图。
图10是用于说明实施方式1所涉及的本装置的速度所对应的速度计算范围的设定的图。
图11是实施方式2所涉及的雷达装置的概略结构图。
图12是用于说明实施方式2所涉及的速度计算范围的设定的流程图。
图13是用于说明实施方式2所涉及的道路的限制速度以及本装置的速度所对应的速度计算范围的设定的图。
图14是用于说明实施方式2所涉及的道路的限制速度以及本装置的速度所对应的速度计算范围的设定的图。
具体实施方式
1.实施方式1
参照附图对实施方式1所涉及的雷达装置1进行说明。图1是表示雷达装置1的概略结构的图。本实施方式中，雷达装置1搭载在车辆上。雷达装置1检测其他车辆、标志、护栏、行人等存在于车辆周围的物体的位置信息和速度信息。雷达装置1将检测到的物体的信息传送到进行车辆控制的车辆控制装置95等。另外，雷达装置1也可以搭载在车辆以外的装置(例如，飞机、监视装置等)上。
雷达装置1包括：发送部20，其从发送天线7发送相对速度的检测范围彼此不同的多种调频信号；接收部21，其接收被一个或多个物体反射的多种调频信号，并针对调频信号的各种类，将所发送的调频信号和接收到的调频信号进行混合以生成节拍信号；及控制装置30，其处理调频信号的各种类的节拍信号。在本实施方式中，发送部20构成为发送第1调频信号和第2调频信号这两种调频信号。
在本实施方式中，发送部20包括发送天线7、振荡电路8和信号生成电路9。另外，接收部21包括多个接收天线3(在本例中为第1信道CH1至第4信道CH4这4个)、以及连接到各接收天线3的多个混频器4(在本例中为4个)。控制装置30利用A/D转换器92(在本例中为4个)对从各混频器4输出的信号进行A/D转换，并处理A/D转换后的数字信号。
雷达装置1使用FCM(Fast Chirp Modulation：快速啁啾调制)方式。由发送天线7发送的调频信号ST(以下也称为发送信号ST)是在规定的调频宽度和调频周期Tm下频率增加或减少的啁啾信号ST(以下也称为发送啁啾信号ST)。此外，对发送信号ST设定连续地进行调频的调频周期Tm的数量M(以下称为啁啾数M)。
多种发送信号ST设为在不同种类之间至少调频周期Tm彼此不同的多种啁啾信号。另外，可以根据距离的检测范围、距离的检测分辨率和相对速度的检测分辨率设定调频宽度和啁啾数，并且在发送信号ST的种类之间设定彼此不同的值，也可以设定相同值。
在本实施方式中，如图2的上段曲线图所示，各种发送啁啾信号ST设为锯齿波，其频率在调频周期Tm期间以恒定的斜率从最小频率fmin增加到最大频率fmax，然后逐级降低到最小频率fmin。另外，各种发送啁啾信号ST可以设为相反的锯齿波，其频率在调频周期Tm期间以恒定的斜率从最大频率fmax减少到最小频率fmin，然后逐级增加到最大频率fmax。根据各种发送信号ST的相对速度的检测范围和相对速度的检测分辨率，预先设定调频宽度、及调频周期Tm、啁啾数M。
信号生成电路9基于从控制装置30传送的调频信号的指令值(例如，调频宽度(最小频率fmin，最大频率fmax)、调频周期Tm和啁啾数M)，计算如图2的上段曲线图所示的在各个时间点的发送啁啾信号ST的频率，并将表示频率的电信号传送到振荡电路8。振荡电路8生成产生具有所传送的频率的电波(例如正弦波)的电信号，并将其传送到发送天线7。发送天线7将传送的电信号转换为电波并发送到空间。
在本实施方式中，发送部20从发送天线7按顺序发送各种发送信号ST。具体地，发送部20发送具有用于第1发送信号而预先设定的第1调频宽度、第1调频周期和第1啁啾数的第1发送信号，然后发送具有用于第2发送信号而预先设定的第2调频宽度(第2最小频率、第2最大频率)、第2调频周期和第2啁啾数的第2发送信号。发送部20重复发送第1发送信号和第2发送信号。
各接收天线3将接收的电波(调频信号)转换为表示频率的电信号并将其发送到各混频器4。如图2的下段曲线图所示，各混频器4将发送信号ST和接收到的调频信号SR(下文中称为接收信号SR)混合，并输出节拍信号SB。节拍信号SB在每个调频周期Tm生成。
接着对控制装置30进行说明。控制装置30包括频率分析部31、速度范围设定部32、相对速度计算部33、方位计算部34和发送信号生成部35等处理部。控制装置30的各控制部31～35等利用控制装置30所具备的处理电路来实现。具体而言，如图3所示，控制装置30中，作为处理电路，具备DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等运算处理装置90(计算机)、与运算处理装置90进行数据交换的存储装置91、向运算处理装置90输入节拍信号SB的A/D转换器92、从运算处理装置90向外部输出调频信号的指令值的D/A转换器93、以及通信电路94等。
作为运算处理装置90，也可以具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、IC(IntegratedCircuit：集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、各种逻辑电路以及各种信号处理电路等。另外，作为运算处理装置90，也可以具备多个相同种类或不同种类的运算处理装置来分担执行各处理。作为存储装置91，具备构成为能从运算处理装置90读取并写入数据的RAM(Random Access Memory：随机存储器)、及构成为能从运算处理装置90读取数据的ROM(Read Only Memory：只读存储器)等。通信电路94经由通信线与车辆控制装置95等外部控制装置连接，基于CAN(Controller Area Network：控制器区域网络)等通信协议进行有线通信。检测到的物体的位置速度信息等从通信电路94发送到车辆控制装置95等，本车辆的速度信息等从车辆控制装置95等发送到通信电路94。
此外，控制装置30所具备的各控制部31～35等的各功能通过以下方式来实现：运算处理装置90执行存储在ROM等存储装置91中的软件(程序)，与存储装置91、A/D转换器92、D/A转换器93及通信电路94等的控制装置30的其他硬件相互协作。另外，各控制部31～35等使用的设定数据存储在ROM等存储装置91中作为软件(程序)的一部分。
<发送信号生成部35>
在图4中的步骤S01，发送信号生成部35计算相对速度检测范围彼此不同的多种发送信号的指令值，并经由D/A转换器93将指令值传送到发送部20(信号生成电路9)。在本实施方式中，发送信号生成部35按顺序重复计算被预先设定为使得相对速度的检测范围彼此不同的多种发送信号的设定值(在本示例中，调频宽度(最小频率fmin、最大频率fmax)、调频周期Tm和啁啾数M)，并传送到发送部20。
在本实施方式中，如上所述，构成为发送第1发送信号和第2发送信号这两种发送信号。发送信号生成部35计算被预先设定成为第1相对速度的检测范围的第1发送信号的设定值(在本例中，第1调频宽度、第1调频周期和第1啁啾数)和被预先设定成为与第1相对速度的检测范围不同的第2相对速度的检测范围的第2发送信号的设定值(在本例中，第2调频宽度、第2调频周期和第1啁啾数)。
第1调频周期和第2调频周期设定为彼此不同的值。另外，在第1发送信号和第2发送信号之间，调频宽度和啁啾数可以被设定为彼此不同的值，或者可以被设定为相同值。
＜A/D转换＞
在图4的步骤S02，各A/D转换器92(CH1至CH4)以规定频率对从各混频器4(CH1至CH4)输出的节拍信号SB进行采样，并将其转换为数字信号。转换为数字信号的节拍信号SB存储在RAM等存储装置91中。
以下说明的频率分析部31、速度范围设定部32和相对速度计算部33的处理针对每个信道执行，计算检测物体的距离和无折回的实际相对速度。另外，也可以通过对多个信道的信号进行积分等来对信道的信号进行汇总处理。
<频率分析部31>
在图4的步骤S03，频率分析部31对调频信号的各种类进行A/D转换后的节拍信号SB的频率分析，针对各物体计算与雷达装置1的距离和相对速度。根据该频率分析结果得到的相对速度中，有可能产生相对速度的检测范围引起的折回，以下称为临时相对速度。
首先，对距离和临时相对速度的计算方法进行说明。由于从对发送信号ST进行发送到对接收信号SR进行接收为止的延迟时间与物体和雷达装置1之间的距离成比例地增减，因此节拍信号SB的频率与物体和雷达装置1之间的距离成比例。因此，如果对各周期的节拍信号SB进行快速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier transform)等频率分析，则在与距离对应的频率的位置出现峰值。另外，在快速傅立叶变换中，对于隔开规定频率间隔设定的每个频率点(以下也称为距离仓)提取接收电平和相位信息，因此在与距离对应的频率点(距离仓)处出现峰值。因此，从产生峰值的频率点(距离仓)求出距离。
对临时相对速度的计算进行说明。在FCM方式中，当物体和雷达装置1之间产生相对速度时，各周期的节拍信号之间出现与多普勒频率相应的相位变化。具体地，如果相对速度为0，则由于在接收信号SR中没有产生多普勒分量，因此在各周期的节拍信号之间，接收信号SR相对于发送信号ST的相位全部相同。然而，在相对速度不是0时，接收信号SR相对于发送信号ST的相位在各周期的节拍信号之间变化。
该相位信息包含在各周期的节拍信号的频率分析结果中。因此，将各周期的节拍信号的频率分析结果按时间序列排列，进行第2次的快速傅立叶变换等频率分析，此时，在多普勒频率的位置出现峰值。另外，在快速傅立叶变换中，对于根据相对速度的检测分辨率隔开规定频率间隔设定的每个频率点(以下也称为相对速度仓)提取相位信息，因此在对应于相对速度的频率点(相对速度仓)处出现峰值。因此，从产生峰值的频率点(相对速度仓)求出临时相对速度。
频率分析部31对各周期的节拍信号SB进行快速傅立叶变换，以获得每个距离仓的处理结果。因为有啁啾数的周期，所以如果将横轴设定为距离仓，将纵轴设定为周期编号(啁啾编号)来排列处理结果，则形成图5所示的矩阵状。然后，频率分析部31对各距离仓的列的处理结果进行快速傅立叶变换，获得每个相对速度仓的处理结果。如果将横轴设定为距离仓，将纵轴设定为相对速度仓来排列处理结果，则形成图6所示的矩阵状。然后，频率分析部31判定为第2次处理结果增大的距离仓和相对速度仓的点对应于物体，并计算物体的距离仓和相对速度仓。当有多个峰值时，检测出多个物体。频率分析部31对各接收天线3的节拍信号SB进行频率分析，计算物体的距离和临时相对速度。
＜实际相对速度的折回＞
在FCM方式中，对各周期的接收信号SR(节拍信号SB)之间的相位变化进行频率分析，检测临时相对速度。根据采样定理，调频周期Tm的2倍是不需要折回就能检测出的多普勒周期(多普勒频率的倒数)的下限值，即不需要折回就能检测出的相对速度的上限值。因此，如果多普勒周期小于调频周期Tm的两倍，则多普勒频率不被正确采样，而作为折回信号(混叠)被检测。
以下，设物体在朝向本车辆(雷达装置1)的方向上的相对速度是正值来进行说明。图7示出了说明在相对速度的检测范围为40km/h的情况下相对速度的折回的图。横轴表示无折回的实际相对速度，纵轴表示通过频率分析检测出的临时相对速度。无折回的相对速度为0到40km/h时，通过频率分析检测出的临时相对速度也为0到40km/h。但是，当无折回的相对速度为40km/h以上或者小于0km/h时，通过频率分析检测到的临时相对速度在0到40km/h之间反复折回。因此，仅凭通过频率分析检测出的临时相对速度的信息，不知道折回数，也不知道实际相对速度。
无折回的实际相对速度Vr可以根据折回数Na、相对速度的检测范围ΔV、通过频率分析检测出的临时相对速度Vf，通过下式算出。
Vr＝Vf+Na×ΔV···(1)
这里，折回数Na是整数(……、-2、-1、0、1、2、……)中的任意一个，实际相对速度Vr是……，Vf-2×ΔV、Vf-ΔV、Vf、Vf+ΔV、Vf+2×ΔV、……中的任意一个。
因此，通过组合基于相对速度的检测范围彼此不同的多种发送信号的临时相对速度的检测结果，可以确定无折回的实际相对速度Vr。例如，如下式所示，根据第1发送信号的临时相对速度的检测值Vf1和第1相对速度的检测范围ΔV1，将折回数Na从0逐次增加一个并从0逐次减少一个，计算可能的多个第1临时相对速度ΣVf1。同样地，基于第2发送信号的临时相对速度检测值Vf2和第2相对速度的检测范围ΔV2，将折回数Na从0逐次增加一个并从0逐次减少一个，计算可能的多个第2临时相对速度ΣVf2。然后，计算在可能的多个第1临时相对速度ΣVf1与可能的多个第2临时相对速度ΣVf2之间一致的相对速度，作为无折回的实际相对速度Vr。
ΣVf1＝···、Vf1-2×ΔV1、Vf1-ΔV2、Vf1、Vf1+ΔV1、Vf1+2×ΔV1、···
ΣVf2＝···、Vf2-2×ΔV2、Vf2-ΔV2、Vf2、Vf2+ΔV2、Vf2+2×ΔV2、···
Vr＝ΣVf1∩ΣVf2···(2)
例如，在设ΔV1＝40，Vf1＝0，ΔV2＝48，Vf2＝32，并且计算实际相对速度Vr的范围假设为-150～150时，如下式所示，在ΣVf1和ΣVf2之间，80变得相同，作为无折回的实际相对速度Vr来计算。
ΣVf1＝-120、-80、-40、0、40、80、120
ΣVf2＝-112、-64、-16、32、80、128
Vr＝80···(3)
＜实际相对速度Vr的折回＞
但是，检测出的物体的相对速度Vr的计算范围较大时，在ΣVf1和ΣVf2之间出现多个一致的相对速度。例如，在ΔV1＝40、Vf1＝30、ΔV2＝48、Vf2＝14时，如下式所示，在ΣVf1和ΣVf2之间，110和-130相同，无法判断哪一个是正确的实际相对速度Vr。
ΣVf1＝-130、-90、-50、-10、30、70、110、150
ΣVf2＝-130、-82、-34、14、62、110
Vr＝-130、110···(4)
图8示出实际相对速度Vr从-130逐个变化到110时第1临时相对速度Vf1与第2临时相对速度Vf2的关系，图9示出实际相对速度Vr从-120逐个变化到120时第1临时相对速度Vf1与第2临时相对速度Vf2的关系。根据这些图，当实际相对速度Vr的变化幅度变为240时，第1临时相对速度Vf1和第2临时相对速度Vf2的组合经过一轮。因此，当实际相对速度的变化幅度为240以上时，产生2个以上对应于相同的第1和第2临时相对速度Vf1、Vf2的组合的实际相对速度Vr，实际相对速度Vr不唯一确定，即实际相对速度Vr也产生折回。发生该折回的实际相对速度的变化幅度是第1相对速度的检测范围ΔV1和第2相对速度的检测范围ΔV2的最小公倍数Lcm。在图8和图9的例子中，一轮的速度幅度ΔVr是ΔV1＝40和ΔV2＝48的最小公倍数240。
另外，ΔV1＝41，ΔV2＝48时，最小公倍数为1968。然而，实际相对速度Vr每变化240时，产生比检测分辨率更接近的值的第1临时相对速度Vf1和第2临时相对速度Vf2。因此，对于某个值的第1临时相对速度Vf1和第2临时相对速度Vf2，每隔240不同的多个实际相对速度对应于正确的实际相对速度，实际相对速度不是唯一确定的。因此，有必要将实际相对速度Vr的计算范围设定为小于能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度。
<速度范围设定部32>
在图4的步骤S04，速度范围设定部32设定速度计算范围。速度范围设定部32将速度计算范围的速度幅度ΔVr设定为小于能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度。
根据该结构，速度计算范围被设定为小于能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度，因而能够避免计算出2个以上对应于组合的实际相对速度Vr，能够唯一地计算实际相对速度Vr。
速度范围设定部32将速度计算范围的速度幅度ΔVr设定为小于使得与多种发送信号的临时相对速度的值分别接近了判定速度幅度以上的值再次产生的实际相对速度的幅度。
根据该结构，能够防止再次产生与多种发送信号的临时相对速度的值接近的值的一轮组合，能够唯一地计算实际相对速度Vr。这里，判定速度幅度可以是与后述的相对速度计算部33中使用的判定速度幅度相同的值，也可以是不同的值。
当ΔV1＝41，ΔV2＝48时，最小公倍数为1968，但能够唯一地计算出实际相对速度的速度幅度设定为小于1968的240。即，能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度是小于多种发送信号的相对速度的检测范围的最小公倍数的值。
根据该结构，可以适当地设定不依赖于最小公倍数而能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度。
另一方面，当ΔV1＝40、ΔV2＝48时，最小公倍数为240，能够唯一地计算出实际相对速度的速度幅度设定为240。即，能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度成为多种发送信号的相对速度的检测范围的最小公倍数。
此外，速度范围设定部32根据本装置的速度Vs使速度计算范围向相对速度的增加侧或减少侧变化。
雷达装置1检测出的物体的相对速度的可能范围和需要检测的相对速度的范围根据本装置的速度Vs而变化。如上所述，根据本装置的速度Vs而使速度计算范围变化，因此能够根据本装置的速度Vs而使速度计算范围适当化。
在本实施方式中，如上所述，第1相对速度的检测范围ΔV1＝40，第2相对速度的检测范围ΔV2＝48，能够唯一地计算实际相对速度Vr的速度幅度是240，因此，速度计算范围的速度幅度ΔVr被设定为小于240的值(例如239)。
速度范围设定部32设定速度计算范围的上限值Vrmax和速度计算范围的下限值Vrmin，并将上限值Vrmax和下限值Vrmin之间的速度幅度ΔVr设定为小于能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度。另外，速度范围设定部32根据本装置的速度Vs使上限值Vrmax和下限值Vrmin变化。
在本实施方式中，速度范围设定部32从车辆控制装置95获取搭载有雷达装置1的车辆的速度信息，作为本装置的速度Vs。或者，雷达装置1可以包括加速度传感器，通过对加速度传感器检测到的加速度进行积分来计算本装置的速度Vs。
速度范围设定部32随着本装置的速度Vs增加，使速度计算范围向相对速度的增加侧变化。另外，设物体在朝向本装置的方向上的相对速度为正值。随着本装置的速度Vs增加，静止物体及低速物体、相向车辆、比本车辆慢的相同方向的行驶车辆等需要检测的物体的相对速度增加。静止物体包括停车车辆和路侧物等。低速物体包括行人、自行车等。因此，随着本装置的速度Vs增加，使速度计算范围向增加侧变化，可以高精度地检测出需要检测的物体的相对速度。
此外，速度范围设定部32设定速度计算范围以包含0。相对速度为0的物体包含以与本车辆相同的速度在相同方向上行驶的前方车辆等。为了本车辆的安全行驶，需要检测相对速度接近0的物体的相对速度。因此，通过将速度计算范围设定为包含0，可以检测出以接近本车辆的速度沿相同方向行驶的前方车辆的相对速度，可以用于本车辆的行驶。
例如，如下式和图10所示，速度范围设定部32将本装置的速度Vs乘以大于1的系数(在本例中为2)而得到的值、和从速度幅度ΔVr减去预先设定的最大下限值的绝对值α而得到的值中的任意一个较小的值，设定为速度计算范围的上限值Vrmax，并将从上限值Vrmax减去速度幅度ΔVr而得到的值设定为速度计算范围的下限值Vrmin。此处，MIN(A，B)是输出A和B中较小一方的函数。
ΔVr＜Lcm
Vrmax＝MIN(Vs×2、ΔVr-α)
Vrmin＝Vrmax-ΔVr···(5)
根据该结构，在本装置的速度Vs低的情况下，对上限值Vrmax设定将本装置的速度Vs乘以大于1的系数而得到的值，因此能够检测静止物体、低速物体以及相向车辆的相对速度。静止物体包括停车车辆和路侧物等。低速物体包括行人、自行车等。
当系数设定为2以上的值时，可以检测在相向车道上以与本车辆相同的速度或高于本车辆的速度行驶的相向车辆的相对速度。通常，可以假设在相向车道上行驶的相向车辆的速度与本车辆的速度Vs相近，因此可以根据本车辆的速度Vs，设定上限值Vrmax，检测相向车辆的相对速度。
另外，即使在本车辆的速度Vs变高的情况下，下限值Vrmin也被设定为-α，不大于0，因此，能够检测出以接近本车辆的速度朝相同方向行驶的前方车辆的相对速度，能够用于本车辆的行驶。
<相对速度计算部33>
在图4的步骤S05中，相对速度计算部33将物体的距离和临时相对速度分别在不同调频信号的种类之间进行组合，并且针对各物体，在由速度范围设定部32设定的速度计算范围内，计算没有因相对速度的检测范围所产生的折回的实际相对速度Vr。
当检测到多个物体时，相对速度计算部33判定由各种发送信号检测到的物体的距离彼此对应的各种发送信号的物体的组合。例如，相对速度计算部33对由第1发送信号检测的物体的距离和由第2发送信号检测的物体的距离在预设设定的判定距离范围内的第1发送信号的物体和第2发送信号的物体的组合进行判定。
然后，如式(1)和式(2)所示，相对速度计算部33针对物体的距离彼此对应的各组合，在速度计算范围内，判定在通过将折回数从0逐次增加一个并从0逐次减少一个而计算出的第1发送信号的多个临时相对速度与通过将折回数从0逐次增加一个而计算出的第2发送信号的多个临时相对速度之间，是否存在彼此接近判定速度幅度以上的临时相对速度。然后，当判定为存在彼此接近判定速度幅度以上的临时相对速度时，相对速度计算部33计算彼此接近判定速度幅度以上的临时相对速度，作为无折回的实际相对速度。考虑到速度的检测分辨率、检测偏差幅度来设定判断速度幅度。
例如，在速度计算范围的上限值Vrmax被设定为200km/h，并且速度计算范围的下限值Vrmin被设定为-39km/h时，在式(4)的示例中，如下式所示，在从上限值Vrmax到下限值Vrmin的范围内计算第1临时相对速度ΣVf1和第2临时相对速度ΣVf2。因此，在实际的相对速度Vr中不产生折回，能唯一地进行计算。
Vrmax＝200、Vrmin＝-39
Vrmin≦ΣVf1≦Vrmax
Vrmin≦ΣVf2≦Vrmax
ΣVf1＝-10、30、70、110、150、190
ΣVf2＝-34、14、62、110、158
Vr＝110···(6)
<方位计算部34>
在图4所示的步骤S06，方位计算部34通过将针对每个信道计算出的一个或多个检测物体的距离和无折回的实际相对速度在信道间进行综合，来判定各检测物体的方位。方位计算部34通过在信道间将距离和实际相对速度对应的检测物体彼此进行综合来计算方位。然后，各检测物体的距离、无折回的实际相对速度和方位的信息经由通信电路94被传送到车辆控制装置95等。
2.实施方式2
接着，对实施方式2所涉及的雷达装置1进行说明。省略与上述实施方式1相同的结构部分的说明。本实施方式所涉及的雷达装置1的基本结构与实施方式1相同，但速度计算范围是考虑道路的限制速度Vlmt而设定这一点与实施方式1不同。图11是表示本实施方式所涉及的雷达装置1的概略结构的图。
与实施方式1同样，速度范围设定部32将速度计算范围的速度幅度ΔVr设定为小于能够唯一地计算实际相对速度的速度幅度。然后，速度范围设定部32根据本装置的速度Vs使速度计算范围向相对速度的增加侧或减少侧变化。
与实施方式1同样，速度范围设定部32随着本装置的速度Vs增加，使速度计算范围向相对速度的增加侧变化。此外，速度范围设定部32设定速度计算范围以使得包含0。
与实施方式1不同，控制装置30具备道路信息获取部36。道路信息获取部36获取搭载在车辆上的本装置所在的道路的限制速度Vlmt的信息。通信电路94与导航装置96通信。导航装置96是进行本车辆的路径引导的装置。导航装置96具有道路地图数据，并且具有关于本车辆所在的道路的限制速度Vlmt的信息。限制速度Vlmt是法律规定的道路的最高速度，例如针对每个道路类别设定。然后，道路信息获取部36经由通信电路94从导航装置96获取道路的限制速度Vlmt的信息。道路信息获取部36有时由于道路的限制速度Vlmt未被设定等某种理由而无法获取道路的限制速度Vlmt的信息。
图12表示本实施方式所涉及的速度范围设定部32的处理的流程图。在步骤S11，速度范围设定部32判定是否由道路信息获取部36获取到道路的限制速度Vlmt的信息，在获取到时，前进到步骤S12，在没有获取到时，前进到步骤S13。
在没有获取到道路的限制速度Vlmt的信息的情况下，在步骤S13中，速度范围设定部32与实施方式1同样，根据本装置的速度Vs，使速度计算范围向相对速度的增加侧或者减少侧变化。例如，速度范围设定部32如利用式(5)说明的那样，设定速度计算范围。
另一方面，在获取到道路的限制速度Vlmt的信息的情况下，在步骤S12，速度范围设定部32设定速度计算范围，使得速度计算范围包含将道路的限制速度Vlmt乘以1以上的系数(本例中为1)而得到的值与本装置的速度Vs相加而得到的值。
根据该结构，可以检测在相向车道上按照限制速度Vlmt行驶的相向车辆的相对速度。因此，可以基于所获取的限制速度Vlmt高精度地设定能够检测相向车辆的相对速度的速度计算范围。
例如，如下式和图13所示，速度范围设定部32选择将道路的限制速度Vlmt乘以1以上的系数(本例中为1)而得到的值与本装置的速度Vs相加而得到的值、和将本装置的速度Vs乘以2以上的系数(本例中为2)而得到的值中任意一个较大的值，将选择值、和从速度幅度ΔVr减去预先设定的最大下限值的绝对值α而得到的值中的任意一个较小的值设定为速度计算范围的上限值Vrmax，将从上限值Vrmax减去速度幅度ΔVr而得到的值设定为速度计算范围的下限值Vrmin。此处，MAX(A、B)是输出A和B中较大一方的函数。
ΔVr＜Lcm
Vrmax＝MIN(MAX(Vlmt+Vs、Vs×2)、ΔVr-α)
Vrmin＝Vrmax-ΔVr···(7)
根据该结构，当本车辆的速度Vs低于限制速度Vlmt时，选择Vlmt+Vs，可以检测在相向车道上按照限制速度Vlmt行驶的相向车辆的相对速度。另一方面，当车辆的速度Vs高于限制速度Vlmt时，选择Vs×2，可以检测在相向车道上以本车辆速度以上的速度行驶的相向车辆的相对速度。因此，在任何情况下，都可以检测在相向车道上以限制速度Vlmt行驶的相向车辆的相对速度。
上限值Vrmax设定了比本装置的速度Vs大的值，因此可以检测静止物体、低速物体以及相向车辆的相对速度。静止物体包括停车车辆和路侧物等。低速物体包括行人、自行车等。
另外，即使在本车辆的速度Vs变高的情况下，下限值Vrmin也被设定为-α，不大于0，因此，能够检测出以接近本车辆的速度朝相同方向行驶的前方车辆的相对速度，能够用于本车辆的行驶。
或者，如下式和图14所示，速度范围设定部32将道路的限制速度Vlmt乘以大于1的系数(在本例中为1)而得到的值与本装置的速度Vs相加而得到的值、和从速度幅度ΔVr减去预先设定的最大下限值的绝对值α而得到的值中的任意一个较小的值，设定为速度计算范围的上限值Vrmax，并将从上限值Vrmax减去速度幅度ΔVr而得到的值设定为速度计算范围的下限值Vrmin。
ΔVr＜Lcm
Vrmax＝MIN(Vlmt+Vs、ΔVr-α)
Vrmin＝Vrmax-ΔVr···(8)
根据该结构，可以检测在相向车道上按照限制速度Vlmt行驶的相向车辆的相对速度。
本申请记载了多个实施方式及实施例，但1个或多个实施方式中记载的各种特征、形态及功能并不限于特定实施方式的应用，可单独或以各种组合来应用于实施方式。因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，包含至少对1个结构要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况、以及提取出至少1个结构要素并与其他实施方式的结构要素进行组合的情况。
标号说明
1雷达装置、3接收天线、7发送天线、20发送部、21接收部、31频率分析部、32速度范围设定部、33相对速度计算部、34方位计算部、35发送信号生成部、36道路信息获取部、SR接收到的调频信号(接收信号)、ST发送的调频信号(发送信号)、Vlmt道路的限制速度、Vr实际相对速度、Vrmax速度计算范围的上限值、Vrmin速度计算范围的下限值、Vs本装置的速度。

Claims (11)

1.一种雷达装置，其特征在于，包括：
发送部，该发送部从发送天线发送相对速度的检测范围彼此不同的多种调频信号；
接收部，该接收部通过接收天线接收被一个或多个物体反射的所述多种调频信号，并针对所述调频信号的各种类，将所发送的所述调频信号和接收到的所述调频信号进行混合以生成节拍信号；
频率分析部，该频率分析部针对所述调频信号的各种类，进行所述节拍信号的频率分析，针对各所述物体计算与本装置的距离和临时相对速度；
速度范围设定部，该速度范围设定部设定速度计算范围；及
相对速度计算部，该相对速度计算部将所述物体的距离和临时相对速度分别在不同的所述调频信号的种类之间进行组合，并且针对各所述物体，在所述速度计算范围内，计算没有因所述相对速度的检测范围所产生的折回的实际相对速度，
所述速度范围设定部将所述速度计算范围的速度幅度设定为小于能够唯一地计算所述实际相对速度的速度幅度。
2.如权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，
所述速度范围设定部根据本装置的速度使所述速度计算范围向相对速度的增加侧或减少侧变化。
3.如权利要求1或2所述的雷达装置，其特征在于，
所述速度范围设定部设所述物体在朝向本装置的方向上的相对速度为正值，并且随着本装置的速度增加，使所述速度计算范围向相对速度的增加侧变化。
4.如权利要求1至3中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
所述速度范围设定部设定所述速度计算范围以使得包含0。
5.如权利要求1至4中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
所述速度范围设定部设所述物体在朝向本装置的方向上的相对速度为正值，将本装置的速度乘以大于1的系数而得到的值、和从所述速度幅度减去预先设定的最大下限值的绝对值而得到的值中的任意一个较小的值，设定为所述速度计算范围的上限值，并将从所述上限值减去所述速度幅度而得到的值设定为所述速度计算范围的下限值。
6.如权利要求5所述的雷达装置，其特征在于，
所述系数被设定为2以上的值。
7.如权利要求1至4中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
包括道路信息获取部，该道路信息获取部获取搭载在车辆上的本装置所在的道路的限制速度的信息，
所述速度范围设定部设所述物体在朝向本装置的方向上的相对速度为正值，并设定所述速度计算范围，使得包含以下值，即：将所述道路的限制速度乘以1以上的系数而得到的值与本装置的速度相加，从而得到的值。
8.如权利要求1至4中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
所述速度范围设定部将道路的限制速度乘以1以上的系数而得到的值与本装置的速度相加，将相加而得到的值、和从所述速度幅度减去预先设定的最大下限值的绝对值而得到的值中的任意一个较小的值设定为所述速度计算范围的上限值，并将从所述上限值减去所述速度幅度而得到的值设定为所述速度计算范围的下限值。
9.如权利要求1至4中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
所述速度范围设定部将道路的限制速度乘以1以上的系数而得到的值与本装置的速度相加，选择相加而得到的值、和将本装置的速度乘以2以上的系数而得到的值中任意一个较大的值，将选择值、和从所述速度幅度减去预先设定的最大下限值的绝对值而得到的值中的任意一个较小的值设定为所述速度计算范围的上限值，将从所述上限值减去所述速度幅度而得到的值设定为所述速度计算范围的下限值。
10.如权利要求1至9中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
能够唯一地计算所述实际相对速度的速度幅度是使得与所述多种调频信号的所述临时相对速度的值分别接近了判定速度幅度以上的值再次产生的所述实际相对速度的幅度。
11.如权利要求1至10中任一项所述的雷达装置，其特征在于，
能够唯一地计算所述实际相对速度的速度幅度是小于所述多种调频信号的所述相对速度的检测范围的最小公倍数的值。
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