DE102007048509A1

DE102007048509A1 - Zielerfassungsvorrichtung, welche elektronisch agiles Radar verwendet

Info

Publication number: DE102007048509A1
Application number: DE102007048509A
Authority: DE
Inventors: Koichiro Suzuki; Chiharu Yamano; Kazuma Kariya Natsume
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2027-10-11
Also published as: JP2008096282A; CN101162267B; CN101162267A; DE102007048509B4; US20080088498A1; US7663537B2; JP4769684B2

Abstract

Eine Zielerfassungsvorrichtung, die auf einem Fahrzeug angebracht ist, weist ein elektronisch agiles Radar, welches ein einen Frequenzunterschied zwischen Sende- und Empfangssignalen angebendes Schwebungssignal erfasst und eine Zeitreihe von N Empfangsdaten aus dem Schwebungssignal erzeugt, eine Erfassungseinheit, welche in unterschiedlichen Bereichen eines Abstands von dem Fahrzeug angeordnete Suchgebiete bestimmt, während sie einen Fahrzustand des Fahrzeugs berücksichtigt und eine Datenlänge für jedes Suchgebiet bestimmt, eine Extrahierungseinheit, die für jedes Suchgebiet (N-M+1) Zeitreihen von Kurzzeitdaten, welche jeweils diejenige Datenlänge aufweisen, welche M Empfangsdaten entspricht, aus den N Empfangsdaten extrahiert, eine Erzeugungseinheit, welche eine Phaseninformation aus den Kurzzeitdaten für jedes Suchgebiet erzeugt, und eine Erfassungseinheit, welche einen Zielabstand und eine Zielpeilung aus der Phaseninformation bestimmt und ein Ziel aus dem Zielabstand und der Zielpeilung erfasst, auf.

Description

QUERVERWEIS ZU IN BEZUG GENOMMENER ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Vorzug der Priorität der früheren, am 12. Oktober 2006 hinterlegten japanischen Patentanmeldung 2006-278416 , sodass deren Inhalt hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Zielerfassungsvorrichtung, die ein elektronisch agiles Radar vom Typ einer frequenzmodulierten, kontinuierlichen Welle (FM-CW) bzw. vom frequenzmodulierten Dauerstrich-Typ verwendet, und insbesondere auf die Vorrichtung zum Erfassen eines vor dem Fahrzeug angeordneten Ziels durch Bestimmen einer Zielposition und einer Zielpeilung.
Beschreibung des Stands der Technik
Um eine Fahrzeugkollision zu verhindern oder einen Abstand zwischen zwei Fahrzeugen zu steuern, ist ein auf einem gegenwärtigen Fahrzeug montiertes Radar entwickelt worden. Dieses Radar misst einen Zielabstand von dem gegenwärtigen Fahrzeug zu einem voraus befindlichen Ziel wie etwa einem vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem gegenwärtigen Fahrzeug angeordnet ist, eine Relativgeschwindigkeit des gegenwärtigen Fahrzeugs und eine Zielpeilung (d.h., eine Zielrichtung oder einen Azimutwinkel zu einem Ziel).
Um den Zielabstand und die Relativgeschwindigkeit zu messen, ist ein Messverfahren unter Verwendung eines elektronisch beweglichen bzw. elektronisch agilen Radars vom FM-CW-Typ angepasst worden, einen zur Signalverarbeitung verwendeten Schaltungsaufbau des Radars zu vereinfachen. Dieses Verfahren unter Verwendung des FM-CW-Radars wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Frequenzänderung sowohl eines Sendesignals als auch eines Empfangssignals zeigt, und ein Zeitdiagramm, welches eine Änderung in einem Frequenzunterschied zwischen den Signalen zeigt.
Wie in einem oberen Zeitdiagramm von 1 gezeigt, wird ein Sende- bzw. Übertragungssignal S1 von einer Sendeantenne eines elektronisch agilen Radars vom FM-CW-Typ aus übertragen bzw. gesendet und wird ein durch Reflektieren des Signals S1 an einem Ziel erhaltenes Empfangssignal S2 in dem Radar empfangen. Eine Frequenz des Signals S1 wird in einer Up-Periode bzw. Auf-Phase konstant erhöht und wird dann in einer Down-Periode bzw. Ab-Phase konstant verringert. Wie in einem unteren Zeitdiagramm von 1 gezeigt, wird ein Mischvorgang für die zur gleichen Zeit gesendeten und empfangenen Signale S1 und S2 durchgeführt, um ein Schwebungssignal S3 zu erhalten, welches eine Komponente aufweist, die eine absolute Frequenzdifferenz (d.h., eine Schwebungsfrequenz Fb) zwischen den Signalen S1 und S2 angibt. Wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs gleich derjenigen des Ziels ist, ist eine Frequenz des Schwebungssignals S3 in der Up-Periode die gleiche wie diejenige in der Down-Periode. Die Schwebungsfrequenz ist einer Ausbreitungsverzögerungszeit ΔT, die gleich einer Umlaufzeit des Signals S1, die erforderlich ist, um zu dem Ziel zu laufen und von diesem zurückzukehren, proportional. Daher kann ein Zielabstand aus der Schwebungsfrequenz berechnet werden.
Als eine Technik zum Messen einer Zielpeilung ist ein elektronisches Abtastverfahren bekannt. Bei diesem Verfahren kann eine Abtastverarbeitung für alle Richtungen von einem Fahrzeug aus für eine kurze Zeit elektronisch durchgeführt werden. D.h., an einem Ziel reflektierte Sendewellen werden als Empfangssignale in einer Mehrzahl von Antennenelementen (Array-Antenne), die nach einer bestimmten Regel angeordnet sind, empfangen, und aus den Empfangssignalen werden Stücke der Empfangsdaten erhalten. Den Antennenelementen sind jeweils Kanäle zugeordnet. Unter den Stücken von Empfangsdaten von Kanälen gibt es Zeitunterschiede bzw. -differenzen (oder Phasendifferenzen). Die Zeitdifferenzen werden durch eine Richtung eines Ziels von jedem Antennenelement aus, einer Positionsbeziehung unter den Antennenelementen und einer Frequenz des in jedem Antennenelement empfangenen Empfangssignals bestimmt. Daher kann eine Zielpeilung aus den Zeitdifferenzen unter den Empfangsdaten von Kanälen bestimmt werden.
So offenbart etwa ein Nicht-Patent-Dokument ("Adaptive Signal Processing Using Array Antenna", verfasst von Nobuyoshi KIKUMA, veröffentlicht durch Science Technology (in Japan Kagaku Gijyutsu genannt), 1998) eine bekannte Technik einer digitalen Strahlformung (DBF). Bei dieser DBF wird ein Empfangssignal in einem Analog-zu-digital-(A/D)-Wandler digitalisiert, um eine Zeitreihe digitaler Daten für jeden Kanal zu erhalten, wird eine Korrelation zwischen der Zeitreihe bzw. den Zeitreihen digitaler Daten und Vektordaten (oder eines Modenvektors) für jeden Kanal berechnet, und wird eine Zielpeilung aus den Korrelationen berechnet.
Des Weiteren ist es zum Bestimmen dieser Zielpeilung erforderlich, eine Phaseninformation jedes Kanals aus der Korrelation zu berechnen. Differenzen in Phaseninformationen von Kanälen bedeuten Zeitdifferenzen unter den Empfangsdaten von Kanälen. Die Phaseninformation jedes Kanals wird in einem in 2 gezeigten, herkömmlichen elektronisch agilen Radar vom FM-CW-Typ unter Verwendung der Schnellen Fourier-Transformation (FFT) berechnet. Wie in 2 gezeigt, weist ein Radarsystem 200 einen Transceiver-Abschnitt 201, einen Zielerfassungsabschnitt 202 und einen Zielverfolgungsabschnitt 203 auf. Der Abschnitt 201 sendet ein Signal S1, empfängt ein Signal S2 an vielen Antennenelementen, welchen Kanäle zugeordnet sind, mischt das Signal S1 und jedes Signal S2, um ein Schwebungssignal S3 für jeden Kanal zu erzeugen, und erzeugt Stücke von Empfangsdaten aus dem Schwebungssignal S3 für jeden Kanal. Das Schwebungssignal S3 weist eine Komponente auf, die eine Frequenzdifferenz zwischen den Signalen S1 und S2 angibt. Der Abschnitt 202 weist eine FFT-Phaseninformationsberechnungseinheit 204, eine Phasenkorrektureinheit 205 und eine Zielpeilungsbestimmungseinheit 206 auf. Die FFT wird in der Berechnungseinheit 204 ausgeführt, um Phaseninformation vom FFT-Typ aus den Empfangsdaten für jeden Kanal zu berechnen. Die Phaseninformation vom FFT-Typ bzw. FFT-Phaseninformation wird in der Einheit 205 korrigiert, und eine Zielinformation wie etwa eine Zielpeilung, ein Zielabstand und eine Relativgeschwindigkeit eines Ziels zu dem Radarsystem wird in der Einheit 206 aus Differenzen zwischen den FFT-korrigierten Phaseninformationen der Kanäle berechnet. Dann steuert der Abschnitt 203 das Radarsystem 200 auf der Grundlage der Zielinformation, um auf das Ziel aufzuschalten. Die veröffentlichte japanische Patenterstveröffentlichung Nr. 2000-284044 offenbart z.B. ein Radarsystem, welches eine Zielpeilung gemäß FFT bestimmt.
Im Allgemeinen ist dann, wenn ein Ziel in einem kurzen bzw. nahen Abstand von einem gegenwärtigen Fahrzeug angeordnet ist, die Genauigkeit eines Zielabstands wichtiger als diejenige in einer Zielpeilung. Wenn dagegen das Ziel in einem langen bzw. weiten Abstand von einem gegenwärtigen Fahrzeug angeordnet ist, ist die Genauigkeit des Zielabstands wichtiger als diejenige in einem Zielabstand. Wenn aber die Phaseninformation auf der Grundlage der FFT extrahiert wird, gibt es Probleme wie folgt. Eine Genauigkeit in der Phaseninformation wird durch eine Ausdehnung einer Hauptkeule bzw. eines Hauptschwingers in der FFT, d.h., durch sowohl eine Abtastfrequenz als auch die Anzahl von Abtastpunkten bestimmt. Daher weist ein Ziel, das in einem nahen Abstand angeordnet ist, eine geringere Auflösung des Zielabstands auf oder weist ein Ziel, das in einem weiten Abstand angeordnet ist, eine geringere Auflösung einer Zielpeilung auf. D.h., wegen der Abhängigkeit von einem Zielabstand ist es schwierig, ein Ziel mit einer geeignet eingestellten Genauigkeit zu erfassen.
Ein Beispiel der Erfassung eines Ziels auf der Grundlage der FFT wird unter Bezugnahme auf 3A und 3B beschrieben. 3A ist eine Ansicht, welche eine Änderung in Reflexionsstärken von Empfangssignalen auf der Grundlage der FFT zeigt, während 3B eine vergrößerte Ansicht ist, die eine in 3A gezeigte Änderung in den Reflexionsstärken groß zeigt. in diesem Beispiel ist ein erstes Ziel B1 tatsächlich in einem ersten nahen Abstand von etwa 3,7 m von einem gegenwärtigen Fahrzeug, welches ein elektronisch agiles FM-CW-Radar aufweist, angeordnet und ist ein zweites Ziel B2 tatsächlich in einem zweiten nahen Abstand von etwa 5,2 m von dem gegenwärtigen Fahrzeug angeordnet. Ein Empfangssignal S2 wird in fünf Antennenelementen 1L, 2L, 3L, 4L und 5L empfangen. Aus dem Signal S2 wird für jedes Antennenelement FFT-eine Phaseninformation berechnet. Eine Zielpeilung wird aus Differenzen unter den Phaseninformationen der Antennenelemente bestimmt. Eine Reflexionsstärke des Signals S2 aus einer ankommenden Richtung, die durch die Zielpeilung bestimmt wird, wird aus der FFT-Phaseninformation in einem Frequenzsuchbereich jedes Antennenelements berechnet. Die Frequenz in dem Suchbereich entspricht einem Abstand von dem Fahrzeug in einem Suchgebiet.
Gemäß der Darstellung in 3A und 3B überlappt eine Spitze der Reflexionsstärke an einer Position des ersten Ziels B1 mit derjenigen an einer Position des zweiten Ziels B2. Daher können die Ziele B1 und B2 nicht unterscheidbar erfasst werden. Wenn daher die Phaseninformation auf der Grundlage der FFT extrahiert wird, kann ein Ziel, das in einem nahen Abstand angeordnet ist, nicht mit einer hinreichenden Auflösung klar erfasst werden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, unter gehöriger Berücksichtigung der Nachteile des herkömmlichen elektronisch agilen Radars eine ein elektronisch agiles Radar verwendende Zielerfassungsvorrichtung zu schaffen, die ein Ziel klar erkennt, während sie eine Auflösung eines Zielabstands und eine Auflösung einer Zielpeilung in geeigneter Weise einstellt.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird die Aufgabe durch die Bereitstellung einer auf einem Fahrzeug angebrachten Zielerfassungsvorrichtung gelöst, die einen Transceiver-Abschnitt, der ein eine Differenz in einer Frequenz zwischen einem ersten, in ein Messgebiet übertragenen bzw. gesendeten Signal und einem zweiten, aus dem Messgebiet empfangenen Signal angebendes Schwebungssignal S3 erzeugt, eine Empfangsdatenerzeugungseinheit, eine Datenlängenbestimmungseinheit, eine Kurzzeitdatenextrahiereinheit, eine Phaseninformationserzeugungseinheit und eine Zielerfassungseinheit auf.
Die Empfangsdatenerzeugungseinheit erzeugt eine Zeitreihe von N (N ist eine ganze Zahl, die gleich oder größer als 3 ist) Stücken von Empfangsdaten aus dem Schwebungssignal. Die Datenlängenbestimmungseinheit teilt das Messgebiet gemäß einem Abstand von dem Fahrzeug in eine Mehrzahl von Suchgebieten ein und bestimmt eine Kurzzeitdatenlänge für jedes der Suchgebiete. Die Kurzzeitdatenextrahiereinheit extrahiert jeweils eine Mehrzahl von Zeitreihen von M (M < N) Kurzzeitdaten, welche die Kurzzeitdatenlänge von den N Empfangsdaten aufweisen, für jedes der Suchgebiete. Die Phaseninformationserzeugungseinheit erzeugt Phaseninformationen aus dem Mehrzahl von Zeitreihen von M Kurzzeitdaten für jedes der Suchgebiete. Die Zielbestimmungseinheit bestimmt einen Zielabstand von dem Fahrzeug zu einem in einem der Suchgebiete vorhandenen Ziel und eine Zielpeilung des Ziels von dem Fahrzeug aus auf der Grundlage der Phaseninformationen der Suchgebiete und erfasst das Ziel aus dem Zielabstand und der Zielpeilung.
Mit dieser Konfiguration der Vorrichtung wird das Messgebiet in die Suchgebiete, die unterschiedlichen Abständen von dem Fahrzeug entsprechen, unterteilt. Eine Kurzzeitdatenlänge wird für jedes der Suchgebiete bestimmt. Aus einer Zeitreihe von N Empfangsdaten wird für jedes Suchgebiet eine Mehrzahl von Zeitreihen von M Kurzzeitdaten erzeugt. Jede Zeitreihe von M Kurzzeitdaten, die ei nem Suchgebiet entspricht, weist eine Datenlänge auf, die gleich oder kürzer als die Kurzzeitdatenlänge ist, die dem Suchgebiet entspricht. Aus der Mehrzahl von Zeitreihen von M Kurzzeitdaten werden Phaseninformationen für jedes Suchgebiet erzeugt. Ein Zielabstand und eine Zielpeilung werden auf der Grundlage der Phaseninformationen der Suchgebiete bestimmt.
In diesem Fall unterscheidet sich ein Datenvolumen jeder Zeitreihe von M Kurzzeitdaten für ein Suchgebiet von demjenigen für die anderen Suchgebiete und unterscheidet sich die Anzahl von Zeitreihen von M Kurzzeitdaten für ein Suchgebiet von derjenigen für die anderen Suchgebiete. Daher werden eine Auflösung des Zielabstands und eine Auflösung der Zielpeilung für jedes der Suchgebiete geeignet festgelegt.
Demgemäß können eine Auflösung des Zielabstands und eine Auflösung der Zielpeilung auf der Grundlage eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel geeignet eingestellt werden, um jedes der Suchgebiet ganz genau nach einem Ziel zu durchsuchen, und kann das in einem der Suchgebiete vorhandene Ziel klar erfasst werden.
Z.B. wird eine große Kurzzeitdatenlänge für das Suchgebiet mit einem nahen Abstand von dem Fahrzeug festgelegt, um das Datenvolumen jeder Zeitreihe von M Kurzzeitdaten zu erhöhen, und wird eine kleine Kurzzeitdatenlänge für das Suchgebiet mit einem weiten Abstand von dem Fahrzeug festgelegt, um die Anzahl von Zeitreihen von M Kurzzeitdaten zu erhöhen. Wenn daher ein Ziel nahe dem Fahrzeug angeordnet ist, kann die Vorrichtung den Zielabstand mit einer hohen Auflösung erfassen, sodass der Fahrer in geeigneter Weise verhindern kann, dass das Fahrzeug mit dem Ziel zusammenstößt. Wenn dagegen ein Ziel weit von dem Fahrzeug entfernt angeordnet ist, kann die Vorrichtung die Zielpeilung mit einer hohen Auflösung erfassen, sodass ein Fahrer das vor dem Fahrzeug angeordnete Ziel richtig erkennen kann.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner eine Fahrzeugfahrzustandserfassungseinheit auf, die einen Fahrzustand des Fahrzeugs erfasst. Die Datenlängenbestimmungseinheit bestimmt eine Mehrzahl von Abstandswerten gemäß dem Fahrzustand und teilt das Messgebiet an den bestimmten Abstandswerten auf, um die Suchgebiete zu bestimmen, die unterschiedliche Abstandsbereiche von dem Fahrzeug aus aufweisen.
Mit dieser Konfiguration der Vorrichtung kann die Vorrichtung einen Abstandsbereich von dem Fahrzeug aus für jedes Suchgebiet bestimmen, während sie den Fahrzustand des Fahrzeugs berücksichtigt. Demgemäß können eine Auflösung des Zielabstands und eine Auflösung der Zielpeilung noch geeigneter eingestellt werden. Wenn das Fahrzeug z.B. angehalten ist, werden geringe Abstandswerte bestimmt. Wenn das Fahrzeug dagegen auf einer Autobahn mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, werden hohe Abstandswerte bestimmt. Daher können eine Auflösung des Zielabstands und eine Auflösung der Zielpeilung in Abhängigkeit von dem Fahrzustand selbsttätig eingestellt werden und kann das Fahrzeug stabil erfasst werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Zeitdiagamm, welches eine Änderung in einer Frequenz sowohl eines Übertragung- bzw. Sendesignals als auch eines Empfangssignals zeigt, und ein Zeitdiagramm, welches eine Änderung in einer Frequenzdifferenz zwischen den Signalen zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen elektronisch agilen FM-CW-Radars;
3A ist eine Ansicht, welche eine Änderung in Reflexionsstärken von Empfangssignalen auf der Grundlage von FFT zeigt;
3B ist eine vergrößerte Ansicht, welche eine in 3A gezeigte Änderung in den Reflexionsstärken groß zeigt;
4 ist ein Blockdiagramm einer Zielerfassungsvorrichtung, die ein elektronisch agiles Radar verwendet, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Blockdiagramm eines in 4 gezeigten Capon-Typ-Phaseninformationsextrahierungsblocks vom;
6 ist eine Ansicht, welche beispielhaft drei Suchgebiete eines fächerförmigen Messgebiets gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ist eine Ansicht, welche die Verarbeitung zum Extrahieren von Kurzzeitreihendaten aus abgetasteten digitalen Daten gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8A ist eine Ansicht, welche ein Beispiel einer Messbereichsfestlegungstabelle gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8B ist eine Ansicht, welche ein Beispiel einer Datenlängentabelle gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ist eine Ansicht, welche schematisch die Verarbeitung zum Erhalten bzw. Ermitteln der Capon-Typ-Phaseninformation gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
10A ist eine Ansicht, welche eine Änderung in Reflexionsstärken von Empfangssignalen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
10B ist eine vergrößerte Ansicht, welche eine in 10A gezeigte Änderung in den Reflexionsstärken groß zeigt;
11 ist ein Blockdiagramm, welches eine Zielerfassungsvorrichtung, die ein elektronisch agiles Radar verwendet, gemäß einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform zeigt;
12 ist ein Blockdiagramm eines in 11 gezeigten Variable-Datenlängen-Phaseninformationsextrahierungsblocks;
13 ist ein Blockdiagramm einer Zielerfassungsvorrichtung, die ein elektronisch agiles Radar verwendet, gemäß einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform;
14 ist ein Blockdiagramm eines in 13 gezeigten FFT-Typ-Phaseninformationsextrahierungsblocks; und
15 ist ein Blockdiagramm eines in 4 gezeigten Capon-Typ-Phaseninformationsextrahierungsblocks gemäß der zweiten Ausführungsform.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen durch die gesamte Beschreibung hindurch gleiche Bezugszeichen gleiche Teile, Bauteile oder Elemente bezeichnen, soweit es nicht anders angegeben ist.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
4 ist ein Blockdiagramm einer Zielerfassungsvorrichtung, die ein elektronisch agiles Radar verwendet, gemäß der ersten Ausführungsform, während 5 ein Blockdiagramm einer in 4 gezeigten Capon-Typ-Phaseninformationsextrahierungseinheit ist. 6 ist eine Ansicht, welche beispielhaft drei Suchgebiete zeigt, die durch Aufteilen eines fächerförmigen Messgebiets, das vor einem gegenwärtigen Fahrzeug angeordnet ist, bestimmt wird. 7 ist eine Ansicht, welche schematisch die Verarbeitung zum Extrahieren von Kurzzeitreihendaten aus abgetasteten digitalen Daten zeigt.
Ein elektronisch agiles Radar einer Zielerfassungsvorrichtung 100 ist ein Typ eines FM-CW-Radars zum Frequenzmodulieren einer kontinuierlichen Welle, um ein Übertragungs- bzw. Sendesignal Tx mit einer Trägerwelle zu erhalten, und Ausgeben des Signals Tx. Das elektronisch agile Radar ist auch ein Typ eines Radars digitaler Strahlformung zum Durchführen der Verarbeitung zur digitalen Strahlformung für ein in dem Radar empfangenes Empfangssignal Rx. Als die Trägerwelle (oder Funkwelle) des Signals Tx wird eine Mikrowelle verwendet. Des Weiteren ist die Erfassungsvorrichtung 100 auf einem Kopfabschnitt eines gegenwärtigen Fahrzeugs angebracht, das auf einem Parkplatz oder dergleichen angehalten ist oder auf einer Straße oder dergleichen bewegt wird. Die Vorrichtung 100 erfasst ein voraus befindliches Ziel wie etwa ein vorausfahrendes Fahrzeug, das vor dem gegenwärtigen Fahrzeug angeordnet ist, durch Messen eines Zielabstands von der Vorrichtung 100 des gegenwärtigen Fahrzeugs zu dem Ziel und einer Zielpeilung (d.h., einer Richtung eines Ziels oder eines Azimutwinkels zu dem Ziel) von der Vorrichtung 100 aus. Die Vorrichtung 100 misst auch eine Relativgeschwindigkeit des gegenwärtigen Fahrzeugs zu dem Ziel. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) des gegenwärtigen Fahrzeugs steuert das gegenwärtige Fahrzeug auf der Grundlage von in dieser Vorrichtung 100 erfassten Informationen (Zielabstand, Zielpeilung und Relativgeschwindigkeit), sodass das gegenwärtige Fahrzeug sicher bewegt werden kann, ohne mit dem Ziel zusammenzustoßen.
Gemäß der Darstellung in 4 weist die Erfassungsvorrichtung 100 einen Transceiver-Abschnitt 50, der dem elektronisch agilen Radar äquivalent ist, einen Zielerfassungsabschnitt 60 und einen Zielverfolgungsabschnitt 70 auf. Der Abschnitt 50 weist einen ersten spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 2 auf, der ein Sendesignal Tx mit einer modulierten Welle erzeugt, einen Verstärker 3, der das Signal Tx verstärkt, einen Verteiler 4, der einen Abschnitt des Signals Tx herausnimmt, eine Übertragungs- bzw. Sendeantenne 5 zum Abstrahlen eines Hauptabschnitts des in dem Verteiler 4 verteilten Signals Tx als elektromagnetische Wellen und eine Empfangs-Array-Antenne 8 auf. In dem VCO 2 wird eine Dreieckwellenmodulation für eine Trägerwelle einer Frequenz Fo bei einer Frequenzmodulationsbreite ΔF durch Verwenden einer gesteuerten, von einer Gleichstromquelle (nicht näher dargestellt) ausgegebenen Spannung zur Modulation durchgeführt, sodass die modulierte Welle bei einer Frequenz von Fo ± ΔF/2 als das Signal Tx erzeugt wird. Die Antenne 5 weist vier Elementantennen (nicht näher dargestellt) auf, um eine gewünschte Richtwirkung entlang einer horizontalen Richtung aufzuweisen.
Die Antenne 8 weist eine Mehrzahl von Array-Antennen-Elementen 6 auf, deren Anzahl K ist. K Kanäle #1, –, #k, –, und #K (k = 1, 2, –, K) sind jeweils den Antennenelementen 6 zugeordnet. Die Antennenelemente 6 sind entlang einer geraden Linie bei gleichen Abständen ausgerichtet. Jedes Antennenelement 6 weist zwei Elementantennen (nicht näher dargestellt) auf, um eine feststehende Richtwirkung entlang einer horizontalen Richtung aufzuweisen. Die Antennenelemente 6 empfangen eine Mehrzahl von Empfangssignalen Rx, die durch Reflektieren des Signals Tx auf einem voraus befindlichen Ziel erhalten werden.
Gemäß der Darstellung in 6 ist ein Messungsbasispunkt Zp auf einer vorderen Oberfläche 25a eines gegenwärtigen Fahrzeugs 25 angeordnet. Der Basispunkt Zp ist beispielsweise auf einer Mittelachse des Fahrzeugs 25 angeordnet, und die Antennen 5 und 8 sind an dem Basispunkt Zp so angeordnet, dass sie in der selben Position entlang einer Bewegungsrichtung Z (d.h., einer Mittelachsenrichtung senkrecht zu der vorderen Oberfläche 25a) des gegenwärtigen Fahrzeugs 25 angeordnet sind. Die Antenne 5 strahlt das Signal Tx bei einer vorbestimmten Winkelbreite α (0 < α < π Radiant) in der Bewegungsrichtung Z ab, um das Signal Tx in ein fächerförmiges Messgebiet Rm zu übertragen, das sich von dem Basispunkt Zp aus vor dem Fahrzeug 25 weitet. Die Antenne 8 kann die von dem Messgebiet Rm aus übertragenen Signale Rx empfangen.
Der Abschnitt 50 weist ferner einen Umschalter 7, einen Funkfrequenz-(RF)-Verstärker 9, einen Mischer 10, einen Verstärker 11, ein Tiefpassfilter (LPF) 12, einen Analog-zu-digital-(A/D)-Wandler 13, einen Puffer 14 und einen zweiten VCO 15 auf. Der VCO 15 gibt ein Abtastzeitsignal einer Abtastfrequenz Fs an den Wandler 13 aus und gibt ein Taktsignal einer Umschaltfrequenz, die gleich der Abtastfrequenz Fs des Schalters 7 ist, aus.
Der Schalter 7 wählt in Reaktion auf das Taktsignal die Antennenelemente 6 eines nach dem anderen regelmäßig wiederkehrend aus, um jedes ausgewählte Element 6 mit dem Verstärker 9 zu verbinden. Der Umschaltvorgang des Schalters 7 wird elektrisch durchgeführt. Die in den Antennenelementen 6 empfangenen Signale Rx werden bei einem Zyklus 1/Fsw in Zeitteilung in dem Umschaltvorgang des Schalters 7 gemultiplext. Der Schalter 7 wählt die Antennenelemente 6 nicht in der Reihenfolge der Anordnung der Antennenelemente 6 aus, sondern wählt zufällig aus. Wenn die Empfangs-Array-Antenne 8 fünf Antennenelemente 6 entsprechend fünf Kanälen aufweist, wählt der Schalter 7 die Antennenelemente 6 z.B. in der Reihenfolge des 1^ten Kanals, des 3^ten Kanals, des 4^ten Kanals, des 5^ten Kanals und des 2^ten Kanals aus. Obschon bei dieser Ausführungsform das Multiplexen in Zeitteilung unter Verwendung des Schalters 7 für die in den Antennenelementen 6 empfangenen Signalen Rx durchgeführt wird, kann jedes der gleichzeitig in den Antennenelementen 6 empfangenen Signale Rx in einem entsprechenden A/D-Wandler digitalisiert werden.
Der Verstärker 9 verstärkt die in Zeitteilung gemultiplexten Signale, und der Mischer 10 mischt das verstärkte Signal und einen Abschnitt des von dem Verteiler 4 aus gesendeten Sendesignals Tx. Bei dieser Mischung wird das Empfangssignal Rx abwärtsgewandelt und wird ein in dem unteren Diagramm von 1 gezeigtes Schwebungssignal S3 erzeugt. Das gemultiplexte Schwebungssignal S3 weist eine Komponente auf, die eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal Tx und dem Empfangssignal Rx, die gleichzeitig gesendet und empfangen werden, angibt. Die Verarbeitung zum Erzeugen des Schwebungssignals S3 ist wohlbekannt und ist z.B. in der veröffentlichten japanischen Patenterstveröffentlichung Nr. H11-133142 offenbart. Daher wird die ins Einzelne gehende Beschreibung der Verarbeitung zum Erzeugen des Schwebungssignals S3 weggelassen.
Bei der Dreieckswellenmodulation, die in dem Transceiver-Abschnitt 50 durchgeführt wird, werden ein Zielabstand R von dem gegenwärtigen Fahrzeug zu dem Ziel und eine Relativgeschwindigkeit V des gegenwärtigen Fahrzeugs zu dem Ziel wie folgt bestimmt. Eine Schwebungsfrequenz wird durch Fr ausgedrückt, wenn die Relativgeschwindigkeit V gleich Null ist, und eine Doppler-Frequenz auf der Grundlage der Relativgeschwindigkeit V wird durch Fd ausgedrückt. Eine Schwebungsfrequenz Fb1 in einer Up-Periode (d.h., einem Zeitabschnitt steigender Frequenz) und eine Schwebungsfrequenz Fb2 in einer Down-Periode (d.h., einem Zeitabschnitt fallender Frequenz) werden in Formeln (1) und (2) ausgedrückt. Fb1 = Fr – Fd (1) Fb2 = Fr + Fd (2)
Wenn daher jede der Schwebungsfrequenzen Fb1 und Fb2 gemessen wird, werden die Schwebungsfrequenz Fr und die Doppler-Frequenz Fd gemäß den Formen (3) und (4) bestimmt. Fr = (Fb1 + Fb2)/2 (3) Fd = (Fb2 – Fb1)/2 (4)
Der Zielabstand R und die Relativgeschwindigkeit V werden aus der Schwebungsfrequenz Fr und der Doppler-Frequenz Fd gemäß den Gleichungen (5) und (6) berechnet. R = (C/(4 × ΔF × Fm)) × Fr (5) V = (C/(2 × F0)) × Fd (6)
Das Symbol C bezeichnet eine Lichtgeschwindigkeit, und das Symbol Fm bezeichnet eine Frequenz der FM-Modulation.
Wie später beschrieben, wird eine Reflexionsstärke des Schwebungssignals S3 entsprechend einer kommenden Richtung, die aus einer Zielpeilung bestimmt wird, aus einer Phaseninformation in einem Frequenzsuchbereich für jedes Antennenelement 6 berechnet. Eine Schwebungsfrequenz Fb1 an einer Spitze der Reflexionsstärke in einer Up-Periode und eine Schwebungsfrequenz Fb2 an einer Spitze der Reflexionsstärke in einer Down-Periode werden aus der Reflexionsstärke, die sich mit der Frequenz ändert, bestimmt. Eine Zielposition und eine Relativgeschwindigkeit werden aus den gemäß den Formeln (3) bis (6) bestimmten Frequenzen Fb1 und Fb2 bestimmt.
Hiernach wird das Schwebungssignal S3 in dem Verstärker 11 verstärkt, und hochfrequentes Rauschen des Schwebungssignals S3 wird in dem LPF 12 entfernt. Dann wird in dem A/D-Wandler 13 eine Abtastdigitalisierung (oder -quantisierung) für das Schwebungssignal S3 bei einer Abtastfrequenz Fs des VCO 15 durchgeführt, um eine Zeitreihe von N Stücken von Empfangsdaten DT1 für jeden der Kanäle zu erhalten (N ist eine ganze Zahl, die gleich oder größer als 3 ist). Die N Empfangsdaten DT1 für jeden Kanal geben eine Zeitreihe von N Frequenzdifferenzen zwischen dem Signal Tx und dem Signal Rx, die in dem Antennenelement 6 des Kanals empfangen werden, an. Die N Empfangsdaten DT1 für jeden Kanal werden aus dem Schwebungssignal S3 bei Abtastzeitperioden 1/Fs extrahiert. Des Weiteren wird diese Abtastquantisierung zum Erhalten einer Zeitreihe von N Empfangsdaten für jeden Kanal SSN mal wiederholt (SSN ist eine ganze Zahl, die gleich oder größer als 1 ist). Daher werden für jeden Kanal SSN Zeitreihen von N Empfangsdaten erhalten. Die Gesamtzahl von Empfangsdaten DT1 ist gleich K (der Anzahl der Kanäle) × N (der Anzahl von Abtastwerten je Kanal) × SSN (der Anzahl von Schnappschüssen). Diese Empfangsdaten DT1 wer den einmal in dem Puffer 14 aufgespeichert und werden an den Zielerfassungsabschnitt 60 ausgegeben.
Ein Block von N × K Stücken von Empfangsdaten DT1 bei einer Schnappschussnummer s (s = 1, 2, –, SSN) wird durch eine Empfangsdatenmatrix X_S(t) ausgedrückt. Ein Stück von Empfangsdaten DT1 bei einer Abtastnummer n (n = 1, 2, –, N) und einem Kanal k (k = 1, 2, –, K) wird durch ein Element X_S(t)[k][n] der Matrix X_S(t) ausgedrückt. Die Matrix X_S(t) wird gemäß einer Formel (7) unter Verwendung von N × K Elementen X_S(t)[k][n] ausgedrückt.
Des Weiteren weist eine elektronische Steuereinheit (ECU) des gegenwärtigen Fahrzeugs eine Datenlängenbestimmungseinheit 40 und eine Fahrzeugfahrzustandserfassungseinheit 41 wie etwa ein GPS-Navigationssystem, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor oder dergleichen auf. Die Erfassungseinheit 41 erfasst einen Fahrzeugfahrzustand auf der Grundlage einer Fahrzeugposition oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Bestimmungseinheit 40 bestimmt eine Kurzzeitdatenlänge in Reaktion auf den in der Erfassungseinheit 41 erfassten Fahrzeugfahrzustand. Die Einheiten 40 und 41 werden später in weiteren Einzelheiten beschrieben.
Der Zielerfassungsabschnitt 60 weist einen Capon-Typ-Phaseninformationsextrahierungsblock 30, eine Phasenkorrigiereinheit 32 und eine Zielpeilungs- und -abstandsbestimmungseinheit 33 auf. Gemäß der Darstellung in 5 weist der Extrahierungsblock 30 ein Bandpassfilter (BPF) 18, eine Kurzzeitdatenextrahiereinheit 19, eine Zeitreihenkorrelationsmatrix- und –inversmatrixberechnungseinheit 20 und eine Capon-Phaseninformationserzeugungseinheit 21 auf.
Die BPF 18 empfängt die Empfangsdaten DT1 von K Kanälen und SSN Schnappschüssen von dem Puffer 14 durch Extrahieren von in einem vorbestimmten Frequenzbereich angeordneten Daten von dem Puffer 14. Gemäß der Darstellung in 7 teilt die Extrahierungseinheit 19 die Empfangsdaten DT1 für jeden Schnappschuss in jeweils K Empfangsdatenblöcke, die K Kanälen entsprechen. Jeder Empfangsdatenblock RD weist eine Zeitreihe von N Empfangsdaten DT1 auf. Wenn dann die Extrahierungseinheit 19 Informationen einer Kurzzeitdatenlänge von der Bestimmungseinheit 40 empfängt, extrahiert oder schneidet die Extrahierungseinheit 19 wiederholt M (M < N) Stücke von aufeinanderfolgend angeordneten Empfangsdaten DT1, welche die Kurzzeitdatenlänge aufweisen, aus jedem Empfangsdatenblock RD als eine Zeitreihe von Kurzzeitdaten (d.h., Kurzzeitreihendaten) SD. Bei dieser Extrahierung verschiebt die Extrahierungseinheit 19 eine obere Position der gegenwärtig zu extrahierenden Kurzzeitreihendaten SD entlang der Zeitachse von einer oberen Position der Kurzzeitreihendaten SD, die gerade vorher extrahiert wurden, um eine Datenlänge eines Stücks von Empfangsdaten. Daher werden aus jedem Empfangsdatenblock RD N – M + 1 Stücke von Kurzzeitreihendaten SD erhalten. Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform werden in überaus signifikanter Weise N – M + 1 Zeitreihen von Kurzzeitdaten SD aus einer Zeitreihe von N Empfangsdaten DT1 erhalten. Die N – M + 1 Kurzzeitreihendaten SD überlappen einander entlang der Zeitachse.
Genauer gesagt werden für jeden Schnappschuss aus jedem Empfangsdatenblock RD erste Kurzzeitreihendaten SD₁, die eine Zeitreihe empfangener Daten X_s(t)[k][1] bis X_s(t)[k][M] bedeuten, zweite Kurzzeitreihendaten SD₂, die eine Zeitreihe empfangener Daten X_s(t)[k][2] bis X_s(t)[k][M + 1] bedeuten, –, p-te (p = 1, 2, –, N – M + 1) Kurzzeitreihendaten SD, welche eine Zeitreihe empfangener Daten X_s(t)[k][p] bis X_s(t)[k][p + M – 1] bedeuten, –, und (N – M + 1)-te Kurzzeitreihendaten SD_N–M+1, welche eine Zeitreihe empfangener Daten X_s(t)[k][N – M + 1] bis X_s(t)[k][N] bedeuten, extrahiert. Diese Kurzzeitreihendaten SD jedes Kanals werden durch eine Matrix für jeden Schnappschuss ausgedrückt, und die Extrahierungseinheit 19 erzeugt eine Kurzzeitdatenmatrix X_sk(t) mit N – M + 1 Kurzzeitreihendaten SD als Elementen. D.h., die Extrahierungseinheit 19 erzeugt die Matrix X_sk(t) jedes Ka nals aus den von der BPF 18 ausgegebenen Empfangsdaten DT1 für jeden Schnappschuss. Die Matrix X_sk(t) für eine Kanalnummer k und eine Schnappschussnummer s wird durch eine Formel (8) ausgedrückt.
Die Bestimmung der Kurzzeitdatenlänge in den Einheiten 40 und 41 wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf 6, 8A und 8B beschrieben. 8A ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Messbereichsfestlegungstabelle zeigt, während 8B eine Ansicht ist, welche ein Beispiel einer Datenlängentabelle zeigt.
Die Erfassungseinheit 41 erfasst, dass das gegenwärtige Fahrzeug sich in einem Fahrzeugfahrzustand wie etwa einem angehaltenen Zustand, einem Gewöhnliche-Straße-Fahrzustand oder einem Autobahnfahrzustand befindet. Z.B. erfasst ein globales Positionsfindungssystem (GPS) eines Kraftfahrzeug-Navigationssystems eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs, und die Erfassungseinheit 41 beurteilt auf der Grundlage der gegenwärtigen Position, dass sich das Fahrzeug in einem angehaltenen Zustand, einem Gewöhnliche-Straße-Fahrzustand oder einem Autobahnfahrzustand befindet. Die Erfassungseinheit 41 kann aus einer Fahrzeugfahrgeschwindigkeit einen Fahrzeugfahrzustand wie etwa einen angehaltenen Zustand, einen Zustand einer niedrigen Geschwindigkeit, einen Zustand einer mittleren Geschwindigkeit oder einen Zustand einer hohen Geschwindigkeit erfassen. Z.B. erfasst ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eine gegenwärtige Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und die Erfassungseinheit 41 beurteilt auf der Grundlage der gegenwärtigen Geschwindigkeit, dass sich das Fahrzeug in einem angehaltenen Zustand, in einem Fahrzustand der niedrigen Geschwindigkeit, die höher als 0 km/h und gleich oder niedriger als 20 km/h ist, in einem Fahrzustand der mittleren Geschwindigkeit, die höher als 20 km/h und gleich oder niedriger als 60 km/h beträgt, oder in eine Fahrzustand der hohen Geschwindigkeit, die 60 km/h überschreitet, befindet. Die Erfassungseinheit 41 gibt eine Information des erfassten Fahrzeugfahrzustands an die Bestimmungseinheit 40 aus. Die Anzahl in der Erfassungseinheit 41 unterschiedener Fahrzustände beträgt drei oder vier. Die Erfassungseinheit 41 kann jedoch einen Zustand aus zwei Arten von Fahrzeugfahrzuständen erfassen oder kann einen Zustand aus fünf Arten von Fahrzeugfahrzuständen oder mehr erfassen.
Die Bestimmungseinheit 40 bestimmt eine Mehrzahl von Werten (in 6 gezeigte L1 und L2) eines Abstands von dem gegenwärtigen Fahrzeug gemäß dem in der Einheit 41 bestimmten Fahrzustand, teilt das Messgebiet Rm bei den vorbestimmten Abstandswerten in eine Mehrzahl von Suchgebieten (in 6 gezeigte As1, As2 und As3), um die Suchgebietwerte zu bestimmen, die unterschiedliche Abstandsbereiche von dem gegenwärtigen Fahrzeug aus aufweisen, und bestimmt eine Kurzzeitdatenlänge für jedes der bestimmten Suchgebiete. Die Zielerfassungsvorrichtung 100 sucht jedes Suchgebiet nach einem Ziel ab. Die Kurzzeitdatenlänge ist gleich einer Länge von M Stücken von Empfangsdaten (M ist eine veränderbare ganze Zahl, die gleich oder größer als 2 ist, und M < N), und der Wert M wird für jedes Suchgebiet bestimmt.
Gemäß der Darstellung in 6 teilt die Bestimmungseinheit 40 das Messgebiet Rm auf der Grundlage eines Abstands von dem Fahrzeug 25 z.B. in drei Suchgebiete As1, As2 und As3 ein. Das Suchgebiet nahen Abstands As1 ist innerhalb des Abstands von 0 bis L1 (L1 > 0) angeordnet, das Suchgebiet mittleren Abstands As2 ist innerhalb des Abstands von L1 bis L2 (L2 > L1) angeordnet, und das Suchgebiet weiten Abstands As3 ist oberhalb des Abstands L2 angeordnet. Die Bestimmungseinheit 40 kann das Messgebiet Rm in zwei Suchgebiete oder vier Suchgebiete oder mehr teilen. Wenn sie den angehaltenen Zustand, den Gewöhnliche-Straße-Fahrzustand, den Fahrzustand niedriger Geschwindigkeit oder den Fahrzustand mittlerer Geschwindigkeit empfängt, kann die Bestimmungseinheit 40 das Messgebiet Rm in drei Suchgebiete einteilen. Wenn sie den Auto bahnfahrzustand oder den Fahrzustand hoher Geschwindigkeit empfängt, kann die Bestimmungseinheit 40 das Messgebiet Rm in zwei Suchgebiete einteilen.
Die Bestimmungseinheit 40 weist eine Messbereichsfestlegungstabelle Tb1 auf, die in 8A gezeigt ist, und legt die Suchgebiete Ast, As2 und As3 gemäß dem von der Erfassungseinheit 41 empfangenen Fahrzeugfahrzustand unter Bezugnahme auf die Tabelle Tb1 veränderbar fest. Gemäß der Darstellung in 8A ist in der Tabelle Tb1 ein erster Satz von Abständen L1 und L2 dem angehaltenen Zustand zugeordnet, ist ein zweiter Satz von Abständen L1 und L2 dem Gewöhnliche-Straße-Fahrzustand zugeordnet und ist ein dritter Satz von Abständen L1 und L2 dem Autobahnfahrzustand zugeordnet. Die Abstände L1 und 2 (d.h., 10m und 20m) in dem zweiten Satz sind z.B. weiter festgelegt als diejenigen (d.h., 5m und 10m) in dem ersten Satz, und die Abstände L1 und L2 (d.h., 20m und 40m) in dem dritten Satz sind weiter festgelegt als diejenigen in dem zweiten Satz. Die Abstände L1 und L2 können für jeden des angehaltenen Zustands, des Fahrzustands niedriger Geschwindigkeit, des Fahrzustands mittlerer Geschwindigkeit und des Fahrzustands hoher Geschwindigkeit festgelegt sein. Daher wählt die Bestimmungseinheit 40 einen Satz von Abständen L1 und L2 in Reaktion auf den empfangenen Fahrzeugfahrzustand aus und legt die Suchgebiete As1 bis As3 auf der Grundlage des ausgewählten Satzes aus.
Die Bestimmungseinheit 40 weist eine Datenlängentabelle Tb2 auf, die in 8B gezeigt ist, und bestimmt unter Bezugnahme auf diese Tabelle Tb2 eine Kurzzeitdatenlänge veränderbar für jedes der Suchgebiete. Gemäß der Darstellung in 8B ist in der Tabelle Tb2 das Suchgebiet As1 einer langen Datenlänge gleich derjenigen von M1 Stücken von Empfangsdaten zugeordnet, ist das Suchgebiet As2 einer mittleren Datenlänge gleich derjenigen von M2 Stücken von Empfangsdaten zugeordnet und ist das Suchgebiet As3 einer kurzen Datenlänge gleich derjenigen von M3 Stücken von Empfangsdaten zugeordnet (N > M1 > M2 > M3). Die Extrahierungseinheit 19 erzeugt die Matrix X_sk(t) für jedes der Suchgebiete, und es werden die Matrix X_sk(t) in M = M1, die Matrix X_sk(t) in M = M2 und die Matrix X_sk(t) in M = M3 erhalten.
Die Berechnungseinheit 20 berechnet eine Zeitreihenkorrelationsmatrix R_ff(t) aus der Matrix X_sk(t) für jedes Suchgebiet. Wie wohlbekannt ist, wird die Korrelationsmatrix R_ff(t) für die Matrix X_sk(t) gemäß einer Formel (9) ausgedrückt.
X_sk ^H(t) bezeichnet eine konjugierte und transponierte Matrix der Matrix X_sk(t). Dann nimmt die Berechnungseinheit 20 an oder berechnet eine inverse Matrix R_ff ^–1(t) der Matrix R_ff(t) aus der Matrix R_ff(t) für jedes Suchgebiet.
Die Capon-Phaseninformationsextrahierungseinheit 21 erzeugt eine Capon-Phaseninformationsmatrix C_ks(t), die eine Capon-Phaseninformation angibt, aus der Matrix X_sk ^H(t) und der Matrix R_ff ^–1(t). Genauer gesagt wird ein Fourier-Transformationsvektor a_f einer beliebigen Frequenz f allgemein gemäß einer Formel (10) durch Verwenden einer Variablen j (j = 1, 2, –, N – M + 1) und der Abtastperiode Ts (= 1/Fs), die in der Extrahierungseinheit festgelegt sind, ausgedrückt.
Wie wohlbekannt ist, wird ein Capon-Gewicht w_f(t) für die Frequenz f zu einer Zeit t als ein Vektor gemäß einer Formel (11) durch Verwenden der Matrix R_ff ^–1(t), des Vektors a_f und einer konjugierten und transponierten Matrix a_f ^H des Vektors a_f ausgedrückt.
Wenn die Empfangsdaten in einem Bereich (d.h., einem Bereich von Frequenzdifferenzen zwischen den Signalen Tx und Rx), der durch Frequenzen f1, f2, –, fn angegeben ist, in der Erzeugungseinheit 21 verarbeitet werden sollten, wird eine Capon-Phasenextraktionsmatrix W(t) mit Capon-Gewichten w_f1(t) bis w_fn(t) als Elementen gemäß einer Formel (12) ausgedrückt.
Daher wird die Capon-Phaseninformationsmatrix C_ks(t) in dem Antennenelement 6 eines beliebigen Kanals k in einem Schnappschuss s gemäß einer Formel (13) ausgedrückt. Cks(t) = XHks (t)W(t) (13)
Die Matrix C_ks(t), die als ein Produkt der Matrix X_sk ^H(t) und der Matrix W(t) erhalten wird, ist in 9 schematisch gezeigt. 9 ist eine Ansicht, die schematisch die Verarbeitung zum Erhalten der Capon-Typ-Phaseninformation zeigt. Gemäß der Darstellung in 9 werden (N – M + 1) Zeitreihen von Capon-Phaseninformationen in einem Schnappschuss für jedes Antennenelement 6 erhalten. Da (N – M + 1) Zeitreihen von Informationen aus einer Reihe von N Empfangsdaten DT1 erhalten werden, wird die Anzahl von erhaltenen Zeitreihen im Wesentlichen (N – M + 1) mal. Mit anderen Worten, im Wesentlichen können (N – M + 1) Stücke von Kurzzeitreihendaten entsprechend (N – M + 1) Schnappschüssen für jeden Schnappschuss erhalten werden. Da die Anzahl von ursprünglichen Schnappschüssen gleich SSN ist, werden daher im Wesentlichen SSN × (N – M + 1) Stücke von Kurzzeitreihendaten in SSN × (N – M + 1) Schnappschüssen erhalten.
Die Phasenkorrigiereinheit 32 korrigiert die Stücke der Capon-Phaseninformationen, die durch die Matrizen C_ks(t) angegeben werden, in gleicher Weise, wie FFT-Typ-Phaseninformationen gemäß einem wohlbekannten Prozess korrigiert werden. Die Bestimmungseinheit 33 bestimmt eine Zielpeilung aus Phasendifferenzen zwischen der korrigierten Capon-Phaseninformation der Kanäle für jedes Suchgebiet. Des Weiteren berechnet die Bestimmungseinheit 33 eine Reflexionsstärke des Schwebungssignals S3 aus der Capon-Phaseninformation der Kanäle in dem Bereich der Frequenzen f1, f2, –, und fn auf der Grundlage der Zielpeilung für jedes Suchgebiet und bestimmt eine Zielposition und eine Relativgeschwindigkeit aus der Reflexionsstärke gemäß den Formeln (3) bis (6).
In Reaktion auf die Zielpeilung, die Zielrichtung und die Relativgeschwindigkeit steuert eine Verfolgungsverarbeitungseinheit 71 des Zielverfolgungsabschnitts 70 das Radar der Zielerfassungsvorrichtung 100, um sich auf das Ziel aufzuschalten. Dann wird ein Verfolgungsvorgang entlang der Zeitachse für das Aufschaltungsziel durchgeführt. Dieser Verfolgungsvorgang ist wohlbekannt und wird z.B. in der veröffentlichten japanischen Patenterstveröffentlichung Nr. 2003-270341 offenbart. Daher wird eine Beschreibung dieser Verarbeitung im Einzelnen weggelassen.
Bei dieser Ausführungsform werden in einem Mikroprozessor, einem digitalen Datenprozessor oder dergleichen installierte Software-Programme ausgeführt, um die Datenverarbeitung in dem Zielerfassungsabschnitt 60 und dem Zielverfolgungsabschnitt 70 durchzuführen. Die Datenverarbeitung in den Abschnitten 60 und 70 kann jedoch in einem integrierten Schaltkreis einer Halbleiteranordnung wie etwa einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA), einer integrierten Schaltung großer Abmessung (LSI) oder dergleichen durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, teilt die Bestimmungseinheit 40 das Messgebiet Rm in die Suchgebiete As1 bis As3 ein, die unterschiedliche Abstände von dem gegenwärtigen Fahrzeug aufweisen, und bestimmt Kurzzeitdatenlängen M (M1, M2 und M3, welche die Beziehung M1 > M2 > M3 erfüllen) für die Suchgebiete As1 bis As3. Für jedes Suchgebiet werden (N – M + 1) Zeitreihen von Kurzzeitdaten SD aus einer Zeitreihe von N Stücken von Empfangsdaten DT1 (M < N) jedes Kanals extrahiert, um eine Kurzzeitdatenmatrix X_sk(t) für jeden Kanal zu erzeugen, wird aus jeder Matrix X_sk(t) die Korrelationsmatrix R_ff(t) berechnet, um die inverse Matrix R_ff ^–1(t) der Matrix R_ff(t) zu berechnen oder anzunehmen, und wird die Capon-Phaseninformationsmatrix C_ks(t) aus der Matrix R_ff ^–1(t) berechnet. Dann werden der Zielabstand und die Zielpeilung auf der Grundlage der Matrizen C_ks(t) der Kanäle und der Suchgebiete As1 bis As3 erfasst.
Wenn z.B. die Zielerfassungsvorrichtung 100 ein Gebiet nahen Abstands (d.h., As1 oder As2) des Messgebiets Rm nach einem Ziel durchsucht, ist es erforderlich, dass ein Zielabstand mit einer hohen Auflösung bestimmt wird, während eine Bestimmung der Zielpeilung mit einer vergleichsweise niedrigen Auflösung zugelassen ist. Daher bestimmt der Zielerfassungsabschnitt 60 eine lange Datenlänge, die derjenigen von M (d.h., M1 oder M2) Stücken von Empfangsdaten entspricht, extrahiert (N – M + 1) Kurzzeitreihendaten SD, die jeweils ein vergleichsweise großes Datenvolumen aufweisen, und erfasst das Ziel aus der aus den (N – M + 1) Kurzzeitreihendaten SD hergeleiteten Phaseninformation. Da bei dieser Zielbestimmung das Datenvolumen jedes Stücks von Kurzzeitreihendaten SD vergleichsweise groß ist, kann der Zielabstand mit einer höheren Auflösung bestimmt werden. Da hingegen die Anzahl (N – M + 1) × SSN von Schnappschüssen im Wesentlichen verringert ist, wird die Zielpeilung mit einer vergleichsweise niedrigen Auflösung bestimmt.
Wenn z.B. die Zielerfassungsvorrichtung 100 ein Gebiet weiten Abstands (d.h., As3 oder As2) des Messgebiets Rm nach einem Ziel durchsucht, ist es erforderlich, dass eine Zielpeilung mit einer hohen Auflösung bestimmt wird, während eine Bestimmung des Zielabstands mit einer vergleichsweise niedrigen Auflösung zugelassen ist. Daher bestimmt der Zielerfassungsabschnitt 60 eine kurze Datenlänge, die derjenigen von M (d.h., M3 oder M2) Stücken von Empfangsdaten M entspricht, extrahiert (N – M + 1) Kurzzeitreihendaten SD, die jeweils ein vergleichsweise kleines Datenvolumen aufweisen, und erfasst das Ziel aus der aus den (N – M + 1) Kurzzeitreihendaten SD hergeleiteten Phaseninformation. Da bei dieser Zielbestimmung das Datenvolumen jedes Stücks von Kurzzeitreihendaten SD vergleichsweise klein ist, kann die Anzahl (N – M + 1) × SSN von Schnappschüssen, die für die Bestimmung der Zielpeilung verwendet werden, im Wesentlichen erhöht werden. Daher kann die Zielpeilung mit einer höheren Auflösung bestimmt werden. Da hingegen das Datenvolumen jedes Stücks von Kurzzeitreihendaten SD gering ist, wird der Zielabstand mit einer vergleichsweise niedrigen Auflösung bestimmt.
Da demgemäß die Vorrichtung 100 das Datenvolumen jedes Stücks von Kurzzeitreihendaten SD für jedes der Suchgebiete unter Berücksichtigung eines Abstands jedes Suchgebiets von dem gegenwärtigen Fahrzeug festlegt, können eine Auflösung des Zielabstands und eine Auflösung der Zielpeilung in geeigneter Weise so eingestellt werden, dass jedes Suchgebiet ganz genau nach einem Ziel abgesucht wird, und kann das Ziel klar erfasst werden.
Da ferner (N – M + 1) Zeitreihen von Kurzzeitdaten SD aus einer Zeitreihe von N Stücken von Empfangsdaten DT1 extrahiert werden, kann die Anzahl von Schnappschüssen im Wesentlichen um das (N – M + 1)-Fache erhöht werden. Demgemäß kann eine Auflösung der Zielpeilung erhöht werden.
Darüber hinaus bestimmt die Bestimmungseinheit 40 die Werte L1 und L2 des Abstands von dem gegenwärtigen Fahrzeug aus gemäß einem Fahrzeugfahrzustand und teilt das Messgebiet Rm bei den Abstandswerten L1 und L2, um die Suchgebiete Ast bis As3 in dem Messgebiet Rm zu bestimmen. Demgemäß kann die Vorrichtung 100 ein Nahabstandsgebiet und ein Weitabstandsgebiet in dem Messgebiet Rm in selbsttätiger und geeigneter Weise unter Berücksichtigung eines Straßentyps wie etwa einer gewöhnlichen Straße oder einer Autobahn oder eines Parkplatzes, auf welcher/-m das gegenwärtige Fahrzeug fährt oder anhält, oder unter Berücksichtigung einer Fahrgeschwindigkeit des gegenwärtigen Fahrzeugs ändern. Daher kann eine für den Fahrzustand geeignete Phaseninformation erzeugt werden, um eine Auflösung des Zielabstands und eine Auflösung der Zielpeilung geeignet einzustellen, und kann das Ziel auf geeignete Weise erfasst werden. Da des Weiteren die Vorrichtung 100 ein Weitabstandsgebiet und ein Nahabstandsgebiet unter Berücksichtigung des erfassten Fahrzustands selbsttätig ändern kann, ist ein Fahrer des gegenwärtigen Fahrzeugs von der Einstellung der Auflösungen befreit.
Ein Ergebnis der Erfassung eines Ziels gemäß dieser Ausführungsform ist in 10A und 10B gezeigt. 10A ist eine Ansicht, welche eine Änderung in Reflexionsstärken von Empfangssignalen Rx auf der Grundlage der durch die Capon-Phaseninformationsmatrizen C_ks(t) angegebenen Capon-Phaseninformationen zeigt, während 10B eine vergrößerte Ansicht ist, welche eine in 10A gezeigte Änderung in den Reflexionsstärken groß zeigt. Ein erstes Ziel B1 ist tatsächlich in einem ersten nahen Abstand von dem gegenwärtigen Fahrzeug von etwa 3,7 m angeordnet, und ein zweites Ziel B2 ist tatsächlich in einem zweiten nahen Abstand von dem gegenwärtigen Fahrzeug von etwa 5,2 m angeordnet. Ein Empfangssignal S2 wird für jedes von fünf Antennenelementen 1L, 2L, 3L, 4L und 5L erfasst. Eine Capon-Phaseninformation jedes Antennenelements wird aus den Matrizen C_ks(t) für jedes Suchgebiet erhalten. Eine Reflexionsstärke des Signals Rx aus einer durch die Zielpeilung bestimmten Einfallsrichtung wird aus der Capon-Phaseninformation in einem Umfang der Frequenzen f1, f2, –, und fn für jedes Antennenelement berechnet. Die Frequenz entspricht einem Abstand von dem Fahrzeug.
Gemäß der Darstellung in 10A und 10B weist eine Reflexionsstärke der Capon-Phaseninformation eine erste Spitze an der Position des ersten Ziels B1 auf und weist eine zweite Spitze an der Position des zweiten Ziels B2 auf. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Auflösung des Nahabstandsgebiets im Vergleich mit der in 3A und 3B gezeigten erhöht ist und die Spitzen klar voneinander unterschieden sind.
Da der Zielabstand und die Zielpeilung aus der von den Kurzzeitreihendaten SD und den Capon-Gewichten hergeleiteten Capon-Phaseninformation be rechnet werden, können demgemäß die Ziele auf der Grundlage der speziellen Capon-Eigenschaften mit hoher Genauigkeit unterscheidbar erfasst werden.
Bei dieser Ausführungsform verschiebt die Extrahierungseinheit 19 eine Position von Kurzzeitreihendaten SD jedes Mal, wenn die Kurzzeitreihendaten SD extrahiert werden, um eine Datenlänge eines Stücks von Empfangsdaten. Die Extrahierungseinheit 19 kann jedoch eine Position von Kurzzeitreihendaten SD jedes Mal, wenn die Kurzzeitreihendaten SD extrahiert werden, um eine Datenlänge zweiter Stücke von Empfangsdaten oder mehr verschieben. Des Weiteren kann die Extrahierungseinheit 19 N – M + 1 Stücke von Kurzzeitreihendaten aus jeder Zeitreihe von N Empfangsdaten beliebig extrahieren.
Des Weiteren wird eine Datenlänge von aus Empfangsdaten extrahierten Kurzzeitreihendaten für jedes Suchgebiet veränderbar eingestellt, um eine Auflösung eines Zielabstands und eine Auflösung einer Zielpeilung auf der Grundlage eines Abstands des Suchgebiets von dem gegenwärtigen Fahrzeug zu ändern, und eine durch die Capon-Phaseninformationsmatrix C_ks(t) angegebene Capon-Phaseninformation wird verwendet, um ein Ziel zu erfassen. Unter einer Bedingung jedoch, dass für jedes Suchgebiet eine Datenlänge von Kurzzeitreihendaten veränderbar eingestellt wird, kann anstelle der Capon-Phaseninformation eine gemäß der schnellen Fourier-Transformation (FFT) oder dergleichen aus den Kurzzeitreihendaten berechnete Phaseninformation verwendet werden.
ERSTE ABWANDLUNG DER ERSTEN AUSFFÜHRUNGSFORM
11 ist ein Blockdiagramm einer Zielerfassungsvorrichtung, die ein elektronisch agiles Radar verwendet, gemäß einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform, während 12 ein Blockdiagramm eines in 11 gezeigten Phaseninformation-variabler-Datenlänge-Extrahierungsblocks zeigt.
Gemäß der Darstellung in 11 unterschiedet sich eine Zielerfassungsvorrichtung 110 von der in 4 gezeigten Vorrichtung 100 darin, dass die Vorrichtung 110 anstelle des Blocks 30 einen Phaseninformation-variabler-Datenlänge-Extrahierungsblock 42 aufweist. Der Extrahierungsblock 42 extrahiert aus den Empfangsdaten DT eine Phaseninformation, die durch Kurzzeitreihendaten ausgedrückt werden, von welchen eine Datenlänge auf der Grundlage eines Abstands eines Suchgebiets von dem gegenwärtigen Fahrzeug veränderbar eingestellt wird.
Gemäß der Darstellung in 12 weist der Extrahierungsblock 42 die DBF 18, die Extrahierungseinheit 19 und eine Phaseninformationserzeugungseinheit 43 auf. Die Erzeugungseinheit 43 erzeugt jeden Schnappschuss für jedes Suchgebiet eine Phaseninformation aus (N – M + 1) Zeitreihen von M Kurzzeitdaten jedes Kanals gemäß eine beliebigen Transformierung. Die Phaseninformation der Einheit 43 wird in den Einheiten 32 und 33 verarbeitet, und ein Ziel wird erfasst, während eine Auflösung eines Zielabstands und eine Auflösung einer Zielpeilung veränderbar eingestellt werden.
Demgemäß ist die Phaseninformation nicht auf die Capon-Phaseninformation beschränkt.
ZWEITE ABWANDLUNG DER ERSTEN AUSFÜHRUNGSFORM
13 ist ein Blockdiagramm einer Zielerfassungsvorrichtung, die ein elektronisch agiles Radar verwendet, gemäß einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform, während 14 ein Blockdiagramm eines in 13 gezeigten FFT-Typ-Phaseninformationsextrahierungsblocks zeigt.
Gemäß der Darstellung in 13 unterscheidet sich eine Zielerfassungsvorrichtung 120 von der in 4 gezeigten Vorrichtung darin, dass die Vorrichtung 120 anstelle des Blocks 30 einen FFT-Typ-Phaseninformationsextrahie rungsblock 44 aufweist. Der Extrahierungsblock 44 extrahiert aus den Empfangsdaten DT eine Phaseninformation, die durch Kurzzeitreihendaten ausgedrückt wird, von welchen eine Datenlänge auf der Grundlage eines Abstands eines Suchgebiets von dem gegenwärtigen Fahrzeug veränderbar eingestellt wird, gemäß der FFT.
Gemäß der Darstellung in 14 weist der Extrahierungsblock 44 die BPF 18, die Extrahierungseinheit 19 und eine FFT-basierte-Phaseninformation-Erzeugungseinheit 43 auf. Die Erzeugungseinheit 43 erzeugt für jedes Suchgebiet eine FFT-Typ-Phaseninformation aus (N – M + 1) Zeitreihen von M Kurzzeitdaten jedes Kanals gemäß der FFT. Die FFT-Typ-Phaseninformation der Einheit 45 wird in den Einheiten 32 und 33 verarbeitet, und ein Ziel wird erfasst, während eine Auflösung eines Zielabstands und eine Auflösung einer Zielpeilung veränderbar eingestellt werden.
Demgemäß kann eine Berechnungskomplexität in der Erzeugung der FFT-Typ-Phaseninformation reduziert werden, obschon die Genauigkeit in der FFT-Typ-Phaseninformation derjenigen der Capon-Phaseninformation unterlegen ist.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Im Allgemeinen ist dann, wenn eine inverse Matrix aus einer Basismatrix berechnet wird, nicht nur die Berechnungskomplexität erhöht, um die Berechnungskosten zu erhöhen, sondern es ist auch erforderlich, dass die Basismatrix eine reguläre Matrix ist. Um eine inverse Matrix R_ff ^–1(t) der Korrelationsmatrix R_ff(t) zu berechnen, ist es daher erforderlich, die Kurzzeitdatenmatrix X_sk(t) auf eine Datengröße festzulegen, die gleich oder kleiner als (N – M + 1) × SSN ist. Um dieses Problem bei der Berechnung einer inversen Matrix zu vermeiden, wird bei dieser Ausführungsform die Matrix R_ff ^–1(t) gemäß einem rekursiven Verfahren kleinster Quadrate (RLS) unter Verwendung einer Matrix R_ff ^–1(t – 1) zu einer früheren Zeit angenommen und berechnet.
15 ist ein Blockdiagramm eines in 4 gezeigten Capon-Typ-Phaseninformationsextrahierungsblocks gemäß der zweiten Ausführungsform. Gemäß der Darstellung in 15 weist der Extrahierungsblock 30 die BPF 18, die Extrahierungseinheit 19, eine Zeitreihenkorrelationsmatrix- und -inversmatrix-Berechnungseinheit 46 und die Erzeugungseinheit 21 auf. Die Berechnungseinheit 46 nimmt an oder berechnet eine inverse Matrix R_ff ^–1(t) der Matrix R_ff(t) für jedes Suchgebiet gemäß einer seriellen Verarbeitung unter Verwendung des RLS-Verfahrens, während sie die Matrizen X_sk(t) und X_sk ^H(t), eine inverse Matrix R_ff ^–1(t – 1) zu einer vorherigen Zeit, eine Einheitsmatrix I, einen Vergessenheitsfaktor α (0 < α < 1) und eine positive Konstante δ verwendet. Die Berechnung der Matrix R_ff ^–1(t) wird in einer Formel (14) ausgedrückt.
Diese Berechnung ist z.B. in "Adaptive Antenna Technique" von KIKUMA offenbart.
Demgemäß kann eine Berechnungskomplexität bei der Annahme oder Berechnung der Matrix R_ff ^–1(t) reduziert werden, da eine inverse Matrix R_ff ^–1(t) der Matrix R_ff(t) gemäß einer seriellen Verarbeitung unter Verwendung des RLS-Verfahrens angenommen und berechnet wird. Des Weiteren kann die Matrix R_ff ^–1(t) zuverlässig erhalten werden, auch wenn die Kurzzeitdatenmatrix X_sk(t) eine große Datengröße aufweist.

Claims

Auf einem Fahrzeug angeordnete Zielerfassungsvorrichtung, welche aufweist: einen Transceiver-Abschnitt, der ein erstes Signal in ein Messgebiet überträgt, ein zweites, aus dem Messgebiet übertragenes Signal empfängt und ein Schwebungssignal erzeugt, welches einen Frequenzunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Signal angibt; eine Empfangsdatenerzeugungseinheit, welche aus dem Schwebungssignal eine Zeitreihe von N (N ist eine ganze Zahl, die gleich oder größer als 3 ist) Stücke von Empfangsdaten erzeugt; eine Datenlängenbestimmungseinheit, welche das Messgebiet gemäß einem Abstand von dem Fahrzeug in eine Mehrzahl von Suchgebieten einteilt und eine Kurzzeitdatenlänge für jedes der Suchgebiete bestimmt, wobei die Kurzzeitdatenlänge für jedes Suchgebiet sich von derjenigen der anderen Suchgebiete unterscheidet; eine Kurzzeitdatenextrahierungseinheit, welche für jedes der Suchgebiete jeweils eine Mehrzahl von Zeitreihen von M (M < N) Kurzzeitdaten extrahiert, die die Kurzzeitdatenlänge von den N Empfangsdaten aufweisen; eine Phaseninformationserzeugungseinheit, welche für jedes der Suchgebiete Phaseninformationen aus der Mehrzahl von Zeitreihen von M Kurzzeitdaten erzeugt; und eine Zielbestimmungseinheit, welche einen Zielabstand von dem Fahrzeug zu einem in einem der Suchgebiete vorhandenen Ziel und eine Zielpeilung des Ziels von dem Fahrzeug aus auf der Grundlage der Phaseninformatio nen der Suchgebiete bestimmt und das Ziel aus dem Zielabstand und der Zielpeilung erfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch: eine Fahrzeugfahrzustandserfassungseinheit, welche einen Fahrzustand des Fahrzeugs erfasst, wobei die Datenlängenbestimmungseinheit angepasst ist, eine Mehrzahl von Abstandswerten gemäß dem Fahrzustand zu bestimmen und das Messgebiet bei den bestimmten Abstandswerten zu teilen, um die Suchgebiete zu bestimmen, die unterschiedliche Bereiche des Abstands von dem Fahrzeug aufweisen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugfahrzustandserfassungseinheit angepasst ist, einen Fahrzeuganhaltezustand, einen Gewöhnliche-Straße-Fahrzustand oder einen Autobahnfahrzustand als den Fahrzustand des Fahrzeugs zu erfassen, und die Datenlängenbestimmungseinheit angepasst ist, große Abstandswerte zu bestimmen, wenn die Fahrzeugfahrzustandserfassungseinheit den Autobahnfahrzustand erfasst, mittlere Abstandswerte zu bestimmen, wenn die Fahrzeugfahrzustandserfassungseinheit den Gewöhnliche-Straße-Fahrzustand erfasst, und niedrige Abstandswerte zu bestimmen, wenn die Fahrzeugfahrzustandserfassungseinheit den Fahrzeuganhaltezustand erfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugfahrzustandserfassungseinheit angepasst ist, den Fahrzustand aus einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs einschließlich eines Anhaltens des Fahrzeugs zu erfassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phaseninformationserzeugungseinheit angepasst ist, die Mehrzahl von Zeitreihen von M Kurzzeitdaten gemäß einer Schnellen Fourier-Transformation in die Phaseninformation zu transformieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phaseninformationserzeugungseinheit aufweist: einen Zeitreihenkorrelationsmatrix- und -inversmatrixberechnungsblock, der eine Zeitreihenkorrelationsmatrix aus der Mehrzahl von Zeitreihen von M Kurzzeitdaten berechnet und eine inverse Matrix der Zeitreihenkorrelationsmatrix berechnet; und einen Capon-Phaseninformationserzeugungsblock, der ein Capon-Gewicht aus der inversen Matrix berechnet und Capon-Phaseninformation aus der Mehrzahl der Zeitreihen von M Kurzzeitdaten und dem Capon-Gewicht berechnet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitreihenkorrelationsmatrix- und -inversmatrixberechnungsblock angepasst ist, die inverse Matrix zu einer gegenwärtigen Zeit gemäß einem rekursiven Verfahren kleinster Quadrate (RLS) unter Verwendung der inversen Matrix zu einer vorherigen Zeit anzunehmen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenlängenbestimmungseinheit angepasst ist, die Datenlänge für ein in einem weiten Abstand von dem Fahrzeug angeordnetes Suchgebiet zu verlängern und die Datenlänge für ein in einem kurzen Abstand von dem Fahrzeug angeordnetes Suchgebiet zu verkürzen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzzeitdatenextrahierungseinheit angepasst ist, die Mehrzahl von Zeitreihen von M (M < N) Kurzzeitdaten aus den N Empfangsdaten zu extrahieren, während sie jedes Mal, wenn die Zeitreihe der M Kurzzeitdaten extrahiert wird, eine Zeitreihe von M Kurzzeitdaten um eine vorbestimmte Datenlänge auf den N Empfangsdaten verschiebt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transceiver-Abschnitt aufweist: eine Signalübertragungseinheit, welche eine kontinuierliche Welle frequenzmoduliert, um ein erstes Signal zu erhalten, und das erste Signal in das Messgebiet abstrahlt; eine Signalempfangseinheit, welche eine Mehrzahl von jeweils einer Mehrzahl von Kanälen entsprechenden Empfängerelementen aufweist, die das zweite, aus dem Messbereich kommende Signal in jedem der Empfängerelementen empfängt; und eine Schwebungssignalerzeugungseinheit, welche das erste Signal und das in jedem der Empfängerelemente empfangene zweite Signal mischt, um das Schwebungssignal für jeden der Kanäle zu erzeugen, wobei die Empfangsdatenerzeugungseinheit angepasst ist, die Zeitreihe von N Empfangsdaten für jeden der Kanäle zu erzeugen, die Kurzzeitdatenerzeugungseinheit angepasst ist, die Mehrzahl von Zeitreihen von M Kurzzeitdaten für jeden der Kanäle zu extrahieren, die Phaseninformati onserzeugungseinheit angepasst ist, die Phaseninformation für jeden der Kanäle zu erzeugen, und die Zielerfassungseinheit angepasst ist, das Ziel auf der Grundlage der Phaseninformationen der Kanäle zu erfassen.