DE102011086114B4

DE102011086114B4 - Radarvorrichtung

Info

Publication number: DE102011086114B4
Application number: DE102011086114.9A
Authority: DE
Inventors: Yuu Watanabe; Koichiro Suzuki; Chiharu Yamano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2031-11-11
Also published as: DE102011086114A1; JP2012112653A; CN102565781B; US8686893B2; US20120127016A1; CN102565781A; JP5554688B2

Abstract

Radarvorrichtung (1), aufweisend:ein Sende- und Empfangsmittel (17, 19) zum Emittieren von Radarwellen und Empfangen von Echos von Signalen der Radarwellen, die durch unterschiedliche Typen von Objekten, die Erfassungsziele sind, die durch die Radarwellen erfasst werden, reflektiert werden;ein Erfassungsmittel (21, 23, 25, 27, 29) zum Erfassen einer Signalintensität von jedem ankommenden Echo von jedem Objekt auf der Basis der empfangenen Signale der ankommenden Echos, die durch das Sende- und Empfangsmittel (17, 19) empfangen werden;ein Änderungsbetragsberechnungsmittel (30, 31, 32) zum Berechnen eines Änderungsbetrags Y, der eine Differenz zwischen einer gegenwärtigen Signalintensität P eines gegenwärtigen ankommenden Echos und einer vorhergehenden Signalintensität Pb eines vorhergehenden ankommenden Echos ist, die durch das Erfassungsmittel vor einer vorbestimmten Beobachtungsperiode Tsw entsprechend der gegenwärtigen Signalintensität P des gegenwärtigen ankommenden Echos erfasst wird;ein Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel (40, 41) zum Speichern jedes Typs der Objekte, die die Erfassungsziele darstellen;ein Wahrscheinlichkeitsverteilungsberechnungsmittel zum Berechnen einer Wahrscheinlichkeitsverteilung des Änderungsbetrags Y des ankommenden Echos, das von jedem Typ des Objekts übertragen wird, berechnet auf der Basis des ankommenden Echos, das die Radarwelle darstellt, die durch das Objekt jeden Typs reflektiert wird und am Sende- und Empfangsmittel (17, 19) ankommt;ein Beurteilungsmittel (30, 31, 32) zum Beurteilen des Typs des Objekts, der die höchste Erzeugungswahrscheinlichkeit von Erzeugungswahrscheinlichkeiten von Typen von Objekten hat, wobei das Objekt, das die höchste Erzeugungswahrscheinlichkeit hat, der Radarwelle entspricht, die reflektiert wird, und das Objekt ist von dem ausgehend das ankommende Echo an dem Sende- und Empfangsmittel (17, 19) ankommt, wobei das ankommende Echo dem Änderungsbetrag Y entspricht, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung jedes Typs von Objekten berechnet wird, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel gespeichert ist, undein Einstellmittel zum Einstellen des Änderungsbetrags der Signalintensität Y durch einen Betrag einer Fluktuation des ankommenden Echos des Objekts,ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Sendewellenlänge λ der Radarwelle und der vorbestimmten Beobachtungsperiode TSW,wobei die Bestimmung der Sendewellenlänge λ der Radarwelle und die vorbestimmte Beobachtungsperiode Tsw auf dem Änderungsbetrag Y der Signalintensität P des ankommenden Echos basiert, die durch die Fluktuation eingestellt wird, die durch das Objekt jeden Typs als das Erfassungsobjekt erzeugt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Radarvorrichtungen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Es gibt verschiedene Radarvorrichtungen, die in unterschiedlichen Anwendungen wie beispielsweise einem automotiven Bereich weitverbreitet sind. Eine derartige Radarvorrichtung emittiert Funkwellen von einer Sendeantenne und empfängt Echos (reflektierte Radarwellen), die durch Objekte reflektiert werden, die Erfassungsziele darstellen, durch ein Empfangsantennen-Array. Ein vorausfahrendes Fahrzeug als ein vorderes Objekt stellt ein Erfassungsziel dar. Eine derartige herkömmliche Radarvorrichtung erfasst einen Abstand zwischen einem eigenen Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung ausgestattet ist, und einem Objekt auf der Basis eines Zeitunterschieds (einer Verzögerung) zwischen einer Zeit des Sendens einer Funkwelle und einer Ankunftszeit jedes Echos. Die Radarvorrichtung schätzt bzw. bewertet ferner eine relative Geschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorderen Objekt auf der Basis eines Unterschieds in der Frequenz zwischen dem empfangenen ankommenden Echo und der gesendeten Funkwelle. Die japanische Patentoffenlegung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2010 - 032 314 A offenbart eine derartige herkömmliche Radarvorrichtung. Beispielsweise ist eine derartige herkömmliche Radarvorrichtung an einem Kraftfahrzeug angebracht und eine Steuereinheit führt eine Fahrzeugfahrsteuerung auf der Basis der ankommenden Echos von Funkwellen durch, die durch die vorderen Objekte reflektiert werden.
Eine von weiteren bekannten Radarvorrichtungen erfasst die Anwesenheit von Objekten auf der Basis eines Vergleichsergebnisses zwischen der Amplitude eines empfangenen Signals eines ankommenden Echos und einem Grenzwert. Eine derartige herkömmliche Radarvorrichtung verstärkt das empfangene Signal des ankommenden Echos (das die durch ein Objekt reflektierte Radarwelle darstellt) logarithmisch und subtrahiert einen Durchschnittswert des empfangenen Signals des ankommenden Echos nach der logarithmischen Verstärkung vor und nach dem gegenwärtig empfangenen Signal von dem gegenwärtig empfangenen Signal ab, um eine Wahrscheinlichkeit des Unterdrückens einer inkorrekten Erfassung der Anwesenheit des Objekts, die durch sogenannte Clutter verursacht wird, zu unterdrücken. Eine derartige herkömmliche Radarvorrichtung ist in einem technischen Dokument „Radar Signal Processing Technology“, Matsuo Sekine, S. 96-103, September 1991, „The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (IEICE)“ offenbart.
Im Übrigen können die herkömmlichen Radarvorrichtungen einen Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung ausgestattet ist, und einem vorderen Objekt, einen Azimut des vorderen Objekts und eine relative Geschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorderen Objekt erfassen. Jedoch können die herkömmlichen Radarvorrichtungen nicht einen Typ von jedem vorderen Objekt analysieren und bestimmen, beispielsweise können sie nicht bestimmen, was das erfasste vordere Objekt ist, wie beispielsweise ein gestopptes Fahrzeug, ein fahrendes Fahrzeug, ein stehender Mensch, ein gehender Mensch, eine Leitplanke oder ein Verkehrszeichenschild.
Die herkömmlichen Radarvorrichtungen erfassen nur, ob eine empfangene Radarwelle von einem vorderen Objekt reflektiert wird oder durch die sogenannten Clutter erzeugt wird.
Ferner wird auf die US 2009/0 002 222 A1 verwiesen, die als Stand der Technik ermittelt wurde.
In der US 2009/0 002 222 A1 wird eine Radarvorrichtung mit Sende- und Empfangsmittel zum Emittieren von Radarwellen und Empfangen von Echos von Signalen der Radarwellen, die durch unterschiedliche Typen von Objekten, die Erfassungsziele sind, reflektiert werden. Ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer Signalintensität von jedem ankommenden Echo auf der Basis der empfangenen Signale der ankommenden Echos ist ebenso in der D1 gezeigt. Ferner beschreibt die D1 ein Beurteilungsmittel zum Beurteilen des Typs des Objekts, durch das die die Radarwelle reflektiert wird und von dem ausgehend das ankommende Echo an dem Sende- und Empfangsmittel ankommt.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radarvorrichtung bereitzustellen, die einen Typ jedes vorderen Objekts, das in einem Bereich vor der Radarvorrichtung vorhanden ist, die beispielsweise an einem eigenen Fahrzeug angebracht ist, auf der Basis von empfangenen Signalen von ankommenden Echos, die durch die vorderen Objekte reflektiert werden, zu erfassen.
Um die vorstehenden Zwecke zu erreichen stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Radarvorrichtung bereit, die ein Sende- und Empfangsmittel, ein Erfassungsmittel, ein Änderungsbetragsberechnungsmittel, ein Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel und ein Beurteilungsmittel aufweist. Das Sende- und Empfangsmittel emittiert Radarwellen und empfängt Echos von Signalen der Radarwellen, die durch unterschiedliche Typen von Objekten, die Erfassungsziele sind, reflektiert werden. Das Erfassungsmittel erfasst eine Signalintensität von jedem ankommenden Echo auf der Basis der empfangenen Signale der ankommenden Echos, die durch das Sende- und Empfangsmittel empfangen werden.
Das Änderungsbetragsberechnungsmittel berechnet einen Änderungsbetrag Y. Dieser Änderungsbetrag Y ist eine Differenz zwischen einer Signalintensität P (oder einer Signalleistung P) des gegenwärtigen ankommenden Echos und einer vorhergehenden Signalintensität Pb (oder einer vorhergehenden Signalleistung P) des vorhergehenden ankommenden Echos. Die vorhergehende Signalintensität Pb des vorhergehenden ankommenden Echos wird durch das Erfassungsmittel vor einer vorbestimmten Beobachtungsperiode Tsw vor einer vorbestimmten Beobachtungsperiode Tsw erfasst, die ausgehend von der Zeit gezählt wird, wenn das Sende- und Empfangsmittel das gegenwärtige Echo empfängt und das Erfassungsmittel die Signalintensität P des gegenwärtigen ankommenden Echos erfasst.
Beispielsweise ist der Änderungsbetrag Y des Echos ein Leistungsverhältnis (P/Pb) der Signalintensität P und der vorhergehenden Signalintensität Pb. Werden die Signalintensitäten P und Pb logarithmisch verstärkt, ist es möglich, eine Differenz (log(P)- log(Pb)) zwischen der Signalintensität log(P) und der vorhergehenden Signalintensität log(Pb) nach Vervollständigung der vorstehenden logarithmischen Verstärkung zu berechnen.
Das Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel speichert für jeden Typ der Objekte, die die Erfassungsziele darstellen, einer Wahrscheinlichkeitsverteilung des Änderungsbetrags Y des ankommenden Echos, das von jedem Typ des Objekts übertragen wird. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung wird auf der Basis des Echos, das die Radarwelle darstellt, die durch das Objekt jeden Typs reflektiert wird und am Sende- und Empfangsmittel ankommt, berechnet. Beispielsweise kann jede Wahrscheinlichkeitsverteilung durch eine kumulative Verteilungsfunktion und eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion oder Informationstabellen anstatt dieser Funktionen ausgedrückt werden. Diese Funktionen oder die Informationstabellen sind in der Speichereinheit gespeichert.
Das Beurteilungsmittel beurteilt den Typ des Objekts von dem ausgehend das Echo, das die die Radarwelle darstellt, an dem Sende- und Empfangsmittel ankommt, auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung jedes Typs von Objekten, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel gespeichert ist. Das Echo entspricht dem Änderungsbetrag Y, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel berechnet wird.
In der Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel, das die vorstehende Struktur aufweist, werden eine Sendewellenlänge λ der zu übertragenden Radarwelle und die vorbestimmte Beobachtungsperiode Tsw auf der Basis des Änderungsbetrags Y der Signalintensität P des ankommenden Echos bestimmt, die durch Fluktuation eingestellt wird, die durch das Objekt jeden Typs als das Erfassungsobjekt erzeugt wird.
Da die Phase des Echos, das die reflektierte Radarwelle darstellt, gemäß der Position der reflektierenden Oberfläche bzw. der Reflexionsoberfläche des Objekts, das das Erfassungsziel darstellt, geändert wird, wenn die Reflexionsoberfläche des Objekts vibriert oder schwankt, wird eine örtliche Änderung der Reflexionsoberfläche des Objekts durch die Vibration oder Schwankung verursacht und die örtliche Änderung der Reflexionsoberfläche beeinträchtigt die Phasenänderung des Echos.
Es wird davon ausgegangen, dass das Objekt eine Anordnung ist, die durch mehrere kleine Reflexionsoberflächen gebildet ist.
Die örtliche Vibration der Reflexionsoberfläche des Objekts wird gemäß eines Typs des Objekts wie beispielsweise Metall, einer Außenhaut einer Person, Kleidung und einem Teil wie beispielsweise Armen und Beinen einer Person geändert. Die unterschiedliche Schwankung der Reflexionsoberfläche des Objekts ändert die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Änderungsbetrags Y. Die Radarvorrichtung gemäß des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beurteilt einen Typ eines Objekts auf der Basis des Änderungsbetrags Y des Echos, der durch das vorstehende Phänomen bei der Schwankung der Reflexionsoberfläche des Objekts verursacht wird.
Jedoch, wenn der Phasenänderungsbetrag Δφ des Echos, das ausgehend von jeder Reflexionsoberfläche des Objekts während der Beobachtungsperiode Tsw ankommt, nicht kleiner π ist, folgt die Amplitude des empfangenen Signals des ankommenden Echos, das durch das Sende- und Empfangsmittel empfangen wird, der Raleigh-Verteilung, wo das Sende- und Empfangsmittel die gemischten empfangenen Signale, die von unterschiedlichen Typen der Objekte übertragen werden, die in dem Bereich um das eigene Fahrzeug herum anwesend sind, das mit der Radarvorrichtung ausgestattet ist, empfängt. Dies macht es schwierig, die Schwankung der Reflexionsoberfläche des Objekts, das das Erfassungsziel darstellt, zu beobachten und zu unterscheiden. In anderen Worten tritt in dem vorstehenden Fall die Information, die die Schwankung der Reflexionsoberfläche des Objekts, das das Erfassungsziel darstellt, nicht in dem Änderungsbetrag Y des ankommenden Echos auf und kein Unterschied der Schwankung der Reflexionsoberfläche des Objekts wird in dem Änderungsbetrag Y erzeugt. Der vorstehende Fall macht es für die Radarvorrichtung schwierig, korrekt den Typ eines Objekts auf der Basis des Änderungsbetrags Y zu beurteilen.
Um das vorstehende Problem zu eliminieren, bestimmt die Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Wellenlänge λ der gesendeten Radarwelle und die Beobachtungsperiode Tsw, sodass die Schwankung, die auf der Reflexionsoberfläche eines Objekts erzeugt wird, den Änderungsbetrag Y des vom Objekt ausgehenden ankommenden Echos beeinträchtigt.
Der Phasenänderungsbetrag Δφ des ankommenden Echos während der Beobachtungsperiode Tsw hängt von der Beobachtungsperiode Tsw und der Wellenlänge λ der gesendeten Radarwelle ab. Ferner hängt der Phasenänderungsbetrag Δφ des ankommenden Echos von dem Betrag der Schwankung ab, die auf der Reflexionsoberfläche des Objekts erzeugt wird.
Demzufolge werden die Wellenlänge λ der Senderadarwelle und die Beobachtungsperiode Tsw so bestimmt, dass die Schwankung, die auf der Reflexionsoberfläche jedes Typs eines Objekts, das das Erfassungsziel darstellt, den Änderungsbetrag Y des ausgehend von dem Objekt ankommenden Echos beeinflusst. Konkret werden die Wellenlänge λ der Senderadarwelle und die Beobachtungsperiode Tsw derart bestimmt, dass der Phasenänderungsbetrag Δφ des von jeder Oberfläche des Objekts ankommenden Echos den Wert von π nicht überschreitet. Dies erfüllt die vorstehende Anforderung für die Schwankung, die auf der Reflexionsoberfläche des Objekts erzeugt wird, um den Änderungsbetrag Y des von dem Objekt ankommenden Echos zu beeinflussen.
Die Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das die vorstehende Struktur und die vorstehenden Funktionen aufweist, kann den Typ des Objekts auf der Basis der ausgehend von den Objekten, die die Erfassungsziele darstellen, ankommenden Echos beurteilen. Demzufolge ist es möglich, wenn ein Fahrzeug mit der Radarvorrichtung ausgestattet ist, einen Typ eines Objekts, das in dem Bereich um das Fahrzeug herum anwesend ist, zu bestimmen. Ferner ist es für das Fahrzeug möglich, unterschiedliche Sicherheitsverarbeitungen auf der Basis der Beurteilungsergebnisse der Radarvorrichtung durchzuführen, die durch ein Fahrzeug, das mit einer herkömmlichen Radarvorrichtung ausgestattet ist, nicht durchgeführt werden. Beispielsweise kann die ECU in dem Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, die Fahrverarbeitungen auf der Basis des Typs des vorderen Objekts als die Beurteilungsergebnisse der Radarvorrichtung umschalten. Somit stellt die vorliegende Erfindung verglichen mit den herkömmlichen Radarvorrichtungen eine bessere Radarvorrichtung bereit.
Figurenliste
Eine bevorzugte nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch ein Beispiel mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Radarvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2A ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Sendesignal Ss, einem Echosignal Sr und einem Schwebungssignal BT darstellt;
2B ist ein Graph, der ein Leistungsspektrum des Schwebungssignals, das in 2A dargestellt ist, darstellt;
3 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Azimut jedes vorderen Objekts und einem MUSIC-Spektrum darstellt;
4 ist ein Graph, der eine Struktur von Wahrscheinlichkeitsverteilungstabellen von Objekten und Datenelemente darstellt, die in den Wahrscheinlichkeitsverteilungstabellen gespeichert sind;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Hauptverarbeitungsroutine darstellt, die durch eine Signalverarbeitungseinheit in der Radarvorrichtung, die in 1 dargestellt ist, ausgeführt wird;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Zielobjektschätzverarbeitung bzw. eine Zielobjektbewertungsverarbeitung darstellt, die durch die Signalverarbeitungseinheit in der Radarvorrichtung ausgeführt wird, die in 1 dargestellt ist;
7 ist eine Ansicht, die eine Struktur einer Radarvorrichtung darstellt, die eine Modifikation der Radarvorrichtung darstellt, die in 1 dargestellt ist;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Teil der Zielobjektschätzverarbeitung als eine Modifikation der Zielobjektschätzverarbeitung darstellt, die in 6 dargestellt ist; und
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Teil der Zielobjektschätzverarbeitung als andere Modifikation der Zielobjektschätzverarbeitung darstellt, die in 6 dargestellt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In der folgenden Beschreibung der unterschiedlichen Ausführungsformen sind ähnliche oder gleiche Komponententeile durch die unterschiedlichen Diagramme hindurch mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die Radarvorrichtung 1 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 6 erläutert.
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Konfiguration der Radarvorrichtung1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die Radarvorrichtung 1 ist eine FMCW-Radarvorrichtung (Vorrichtung mit frequenzmoduliertem Dauerstrichradar), die an einem Fahrzeug angebracht ist. Die FMCW-Radarvorrichtung sendet eine Radarwelle im FMCW-Format und empfängt Echos als reflektierte Radarwellen. Wie in 1 dargestellt ist, ist die FMCW-Radarvorrichtung durch einen Oszillator 11, einen Verstärker 13, einen Verteiler 15 und eine Sendeantenne 17 gebildet.
Der Oszillator 11 erzeugt ein Millimeter-Hochfrequenzsignal. Die Millimeter-Hochfrequenz wird linear geändert, nämlich gemäß einem Zeitablauf erhöht und erniedrigt. Der Verstärker 13 verstärkt das Millimeter-Hochfrequenzsignal, das durch den Oszillator 11 erzeugt wird. Der Verteiler 15 verteilt das Millimeter-Hochfrequenzsignal, das durch den Verstärker 13 verstärkt wird, in ein Sendesignal Ss und ein Lokalsignal L. Die Sendeantenne 17 strahlt eine Radarwelle entsprechend dem Sendesignal Ss ab.
2A ist ein Graph, der derartiges Sendesignal Ss und ein Echosignal Sr einer Radarwelle und ein Schwebungssignal BT darstellt. 2B ist Graph, der ein Leistungsspektrum des Schwebungssignals BT darstellt, das in 2A dargestellt ist.
Der obere Graph in 2A zeigt eine Beziehung zwischen einem Sendesignal Ss, einem Echosignal Sr und einem Schwebungssignal BT. Der untere Graph in 2A zeigt das Schwebungssignal BT. Wie in 2A und 2B dargestellt ist, erzeugt und sendet die Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Radarwelle, die eine frequenzmodulierte Dreieckswelle ist.
Die Radarvorrichtung 1 wird ferner durch ein Empfangsantennen-Array 19, einen Empfangsschalter 21, einen Verstärker 23, einen Mischer 25, einen Filter 27 und einen Analog-zu-Digital (A/D)-Wandler 29 gebildet. Das Empfangsantennen-Array 19 ist aus einer linearen Array-Antenne zusammengesetzt, in der k Antennenelemente (k ist eine positive Ganzzahl) in Serie angeordnet sind, um eine Radarwelle (als eine reflektierte Radarwelle), die von einem vorderen Objekt reflektiert wird, zu empfangen. Der Empfangsschalter 21 wählt eines der k Antennenelemente, die das Empfangsantennen-Array 19 ausbilden, aus und stellt ein Echosignal Sr, das durch das ausgewählte Antennenelement erlangt wird, einer nachfolgenden Stufe bereit. Der Verstärker 23 verstärkt das Echosignal Sr. Der Mischer 25 mischt das Echosignal Sr, das durch den Verstärker 23 verstärkt wird, mit einem Lokalsignal L und erzeugt ein Schwebungssignal BT (vergleiche unterer Graph, der in 2A dargestellt ist). Der Filter 27 entfernt unnötige Signalkomponenten von dem Schwebungssignal BT, die durch den Mischer 25 erzeugt werden. Der A/D-Wandler 29 tastet das gefilterte Schwebungssignal, das von dem Filter 27 ausgegeben wird, ab und wandelt die abgetastete Ausgabe in digitale Datenelemente. In der nachfolgenden Erläuterung wird jedes der k Antennenelemente durch k-te Antenne (k = 1, 2, ..., und K) ausgedrückt.
Die Radarvorrichtung 1 beinhaltet ferner eine Signalverarbeitungseinheit 30 und eine Speichereinheit 40. Die Signalverarbeitungseinheit ist aus einem Mikrocomputer und peripheren Elementen zusammengesetzt. Die Speichereinheit 40 speichert eine Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle, die später im Detail erläutert wird.
Die Signalverarbeitungseinheit 30 weist den Oszillator 11 an, seinen Betrieb zu starten und zu stoppen, und führt die Signalverarbeitung der abgetasteten Daten (digitale Datenelemente) des Schwebungssignals BT durch, die von dem A/D-Wandler 29 bereitgestellt werden. Die Signalverarbeitungseinheit 30 überträgt unterschiedliche Informationen, beispielsweise eine gegenwärtige Position, eine relative Geschwindigkeit, einen Azimut und einen Typ eines Objekts, die durch die Signalverarbeitung erlangt werden, an eine elektrische Steuereinheit (ECU, Electronic Control Unit) eines Fahrzeugs durch eine nicht dargestellte Schnittstelle. Beispielsweise ist die Radarvorrichtung 1 elektrisch mit der ECU, die an einem Fahrzeug angebracht ist, durch ein Kommunikationskabel verbunden. Die ECU führt eine Radarfahrtsteuerung beziehungsweise eine Radargeschwindigkeitsregelung durch. Die Radarvorrichtung 1 führt eine serielle Datenkommunikation mit der ECU durch, um die vorstehende Information der ECU bereitzustellen. Die Radarvorrichtung 1 ist ferner elektrisch mit einem fahrzeuggebundenen LAN (Local Area Network; lokales Netzwerk) verbunden.
Es ist möglich, eine Struktur zu haben, in der die Radarvorrichtung 1 elektrisch mit dem Fahrzeug-LAN verbunden ist und die vorstehenden Informationen der ECU durch das Fahrzeug-LAN bereitzustellen, das mit der ECU verbunden ist.
Die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 weist den Oszillator 11 an, zu starten. Der Oszillator 11 erzeugt und gibt ein Hochfrequenzsignal aus. Der Verstärker 13 empfängt das Hochfrequenzsignal und verstärkt dieses. Der Verstärker 13 gibt das verstärkte Hochfrequenzsignal aus. Empfängt der Verteiler 15 das verstärkte Hochfrequenzsignal, verteilt der Verteiler 15 das empfangene Hochfrequenzsignal in das Sendesignal Ss und ein lokales Signal L. Das Sendesignal Ss wird von der Sendeantenne 17 als eine Radarwelle emittiert.
Andererseits empfängt jedes der Antennenelemente, die ein Empfangsantennen-Array 19 ausbilden, die reflektierte Radarwelle, die ausgehend von der Sendeantenne 17 gesendet wird und durch ein vorderes Objekt oder Hindernis reflektiert wird. Jedes der Antennenelemente in dem Empfangsantennen-Array 19 gibt ein empfangenes Signal (oder ein Echosignal) Sr an den Empfangsschalter 21 aus.
Der Empfangsschalter 21 gibt das Echosignal Sr eines k-ten Antennenelements (k = 1, 2, ..., und K) nur an den Verstärker 23 aus. Der Verstärker 23 verstärkt das Echosignal Sr und gibt es an den Mischer 25 aus.
Der Mischer 25 mischt das Echosignal Sr mit dem Lokalsignal L, das von dem Verteiler 15 bereitgestellt wird, um das Schwebungssignal BT zu erzeugen. Dieses Schwebungssignal BT weist eine Frequenzdifferenzkomponente zwischen den empfangenen Signalen und den Sendesignalen Ss auf. Nachdem der Filter 27 unnötige Signalkomponenten von dem Schwebungssignal BT entfernt, verstärkt der A/D-Wandler 29 das Schwebungssignal BT, das von dem Filter 27 ausgegeben wird. Die Signalverarbeitungseinheit 30 empfängt das verstärkte Schwebungssignal BT, das von dem A/D-Wandler 29 gesendet wird.
Der Empfangsschalter 21 wechselt alle der Antennenelemente AN_1 bis AN_K anhand einer vorbestimmten Zeit um. Der A/D-Wandler 29 führt die Datenabtastung synchron mit der Umschaltzeit des Empfangsschalters 21 durch.
Die Signalverarbeitungseinheit 30 separiert die abgetasteten Daten (digitale Daten) des Schwebungssignals BT, die durch den A/D-Wandler per Antennenelement abgetastet werden. Die Signalverarbeitungseinheit 30 analysiert die abgetasteten Daten des Schwebungssignals BT für jedes Antennenelement durch ein bekanntes Verfahren und schätzt bzw. bewertet einen Abstand R zwischen einem vorderen Objekt (durch das eine Radarwelle reflektiert wird) und einem eigene Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung 1 ausgestattet ist, eine relative Geschwindigkeit V zwischen der Radarvorrichtung 1 und dem vorderen Objekt und einen Azimut θ des vorderen Objekts in der Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs. Ferner erfasst die Signalverarbeitungseinheit 30 einen Typ des vorderen Objekts durch ein spezielles Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das spezielle Verfahren wird später im Detail erläutert.
Überträgt die Sendeantenne 17 ein Sendesignal Ss als eine Radarwelle und empfängt das Empfangsantennen-Array 19 ein ankommendes Echosignal als eine empfangene Radarwelle, die durch ein Objekt reflektiert wird. Wie durch eine gepunktete Linie gekennzeichnet ist, die in dem oberen Diagramm in 2A dargestellt ist, wird das Echosignal Sr um eine Zeitperiode Tr verzögert, die einer Zeitperiode entspricht, die für die gesendete Funkwelle notwendig ist, sich zwischen der Radiovorrichtung und dem vorderen Objekt hin und zurück auszubreiten. Ferner wird das Echosignal Sr um eine Dopplerfrequenz fd entsprechend einer relativen Geschwindigkeit V zwischen dem eigenen Fahrzeug, das mit der Radiovorrichtung 1 ausgestattet ist und dem vorderen Objekt verschoben.
Die Zeitperiode, die zum Zurücklegen einer derartigen Hin-und-Zurück-Ausbreitung notwendig ist, ist eine Zeitlänge, die ausgehend von der Zeit gezählt wird, wenn die Sendeantenne 17 die Radarwelle sendet, bis zur Zeit, wenn das Empfangsantennen-Array 19 die Funkwelle, die von dem vorderen Objekt reflektiert wird, empfängt. In anderen Worten entspricht die vorstehende Zeitperiode einem Abstand R zwischen der Radiovorrichtung 1 und dem vorderen Objekt.
Wie durch den unteren Graphen, der in 2A dargestellt ist, verständlich ist, wird die Information bezüglich der Zeitperiode Tr und der Frequenz fd durch einen Frequenzunterschied des Schwebungssignals BT während jeder Zeitperiode, wenn die Frequenz des gesendeten Signals erhöht wird, in einem aufwärts modulierten Abschnitt und wenn die Frequenz des gesendeten Signals erniedrigt wird in einem abwärts modulierten Abschnitt ausgedrückt.
Die Signalverarbeitungseinheit 30 führt Frequenztransformation (FourierTransformation) des Schwebungssignals BT, das durch abgetastete Daten (digitale Daten) dargestellt ist, die durch jedes Antennenelement in dem Empfangsantennen-Array 19 erlangt werden, während eines aufwärts modulierten Abschnitts und eines abwärts modulierten Abschnitts (vergleiche oberer Graph in 2A) für jedes in jeweils einem Modulationszyklus Tm durch.
Die Signalverarbeitungseinheit 30 erfasst eine Peak-Frequenz fp in einem Leistungsspektrum jedes Antennenelements während jedes modulierten Abschnitts. Die Signalverarbeitungseinheit 30 berechnet den Abstand R und die relative Geschwindigkeit V auf der Basis der Peak-Frequenz fp = fb1 während dem aufwärts modulierten Abschnitt und auf Basis der Peak-Frequenz fp = fp2 in dem abwärts modulierten Abschnitt unter Verwendung der folgenden Gleichungen (1), in denen der Abstand R ein Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung 1 ausgestattet ist, und einem vorderen Objekt ist, und die relative Geschwindigkeit V eine Differenz zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorderen Objekt ist. $R = \frac{c \cdot ƒ r}{4 \cdot ƒ m \cdot Δ ƒ}$
$V = \frac{c \cdot ƒ d}{2 \cdot ƒ 0}$
$ƒ d = \frac{ƒ b 1 - ƒ b 2}{2}$
$ƒ r = \frac{ƒ b 1 - ƒ b 2}{2}$
wobei c eine Funkwellenausbreitungsgeschwindigkeit ist, fm eine Modulationsfrequenz des Sendesignals Ss ist, Δf ein Frequenzbereich des Sendesignals Ss ist und f0 eine Mittenfrequenz des Sendesignals Ss ist.
Andererseits beinhalten die Echosignale, die durch jedes der Antennenelemente in dem Empfangsantennen-Array 19 empfangen werden, einen Phasenunterschied gemäß den Ankunftsrichtungen der Echos. Die Signalverarbeitungseinheit 30 schätzt bzw. bewertet den Azimut θ des vorderen Objekts auf der Basis der Information bezüglich des Phasenunterschieds, der in dem Schwebungssignal BT beinhaltet ist.
Es gibt bekannte Verfahren zum Erfassen des Azimuts aus der Anwesenheit des vorderen Objekts, das ein Erfassungsziel darstellt, wie beispielsweise digitales Strahlausbildungs (Digital Beam Forming, DBF)-Verfahren, Capon-Verfahren, ESPRIT-Verfahren, MUSIC-Verfahren und so weiter.
Wird der Azimut aus der Anwesenheit des vorderen Objekts auf der Basis des MUSIC-Verfahrens erfasst, erzeugt die Signalverarbeitungseinheit 30 eine Autokorrelationsmatrix auf der Basis des frequenztransformierten Werts bei der Peak-Frequenz fp als den frequenztransformierten Wert (Fourier-transformierter Wert) des Schwebungssignals BT jedes Antennenelements. Die Signalverarbeitungseinheit 30 berechnet ein MUSIC-Spektrum auf der Basis eines Eigenwerts und Eigenvektors der Autokorrelationsmatrix.
3 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Azimut θ jedes vorderen Objekts (beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug) und einem MUSIC-Spektrum darstellt. Berechnet die Signalverarbeitungseinheit 30 ein derartiges MUSIC-Spektrum, wie in 3 dargestellt ist, wird ein scharfer Leistungs-Peak in dem Azimut entsprechend der Position des vorderen Objekts wie beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug vor dem eigenen Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung 1 ausgestattet ist, erzeugt. In dem Ausführungsbeispiel extrahiert die Signalverarbeitungseinheit 30 den scharfen Leistungs-Peak des MUSIC-Spektrums und schätzt bzw. bewertet die Azimute θ1, θ2, ... und θ_M der Frequenzkomponenten der ankommenden Echos entsprechend jeder der Peak-Frequenzen fp.
Wie vorstehend beschrieben, ist es beim Berechnen des Abstands R und der relativen Geschwindigkeit V notwendig, dass die Signalverarbeitungseinheit 30 ein Paar der Peak-Frequenz fp1 im aufwärts modulierten Abschnitt und der Peak-Frequenz fp2 im abwärts modulierten Abschnitt spezifiziert. Wenn es jedoch mehrere vordere Objekte gibt, erfasst die Signalverarbeitungseinheit 30 mehrere Peak-Frequenzen fp jeweils im aufwärts modulierten Abschnitt und im abwärts modulierten Abschnitt.
Die Signalverarbeitungseinheit 30 gleicht die Peak-Frequenz fp1 mit der Peak-Frequenz fp2 in der Richtung der ankommenden Echos, die reflektierte Radarwellen darstellen, auf der Basis der Schätzergebnisse bzw. Bewertungsergebnisse der Azimute θ1, θ2, ... und θ_M ab und bildet ein Paar der Peak-Frequenz fp1 im abwärts modulierten Abschnitt und der Peak-Frequenz fp1 im aufwärts modulierten Abschnitt. Die Signalverarbeitungseinheit 30 schätzt bzw. bewertet einen Abstand R und die relative Geschwindigkeit zwischen dem vorderen Objekt und der Radarvorrichtung 1, die an dem eigenen Fahrzeug angebracht ist, durch die vorstehenden Verarbeitungen.
Ferner berechnet die Signalverarbeitungseinheit 30 eine Leistung (oder eine empfangene Leistung) jedes Echos, das von jedem Azimut θ gesendet wird, gemäß einer vorbestimmten Gleichung und berechnet eine Differenz (oder einen Änderungsbetrag Y) zwischen der gegenwärtig empfangenen Leistung und einer vorhergehend empfangenen Leistung vor einer modulierten Periode T jeder der Leistungen P1, P2, ..., und P_M. Die Signalverarbeitungseinheit 30 beurteilt einen Typ jedes vorderen Objekts, durch das die Radarwelle, die von der Radarvorrichtung 1 emittiert wird, reflektiert wird, und das Echo, das die reflektierte Radarwelle darstellt, wird an die Radarvorrichtung 1 auf der Basis des Änderungsbetrags Y gesendet.
Im Allgemeinen wird die Phase des Echos (oder der reflektierten Radarwelle) gemäß der Position der Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts geändert. Ist die Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts instabil, beispielsweise, wenn die Oberfläche vibriert, tritt eine Phasenänderung in dem Echo (das die reflektierte Radarwelle darstellt) gemäß der Vibration der Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts auf.
Da davon ausgegangen werden kann, dass ein vorderes Objekt, das die angekommene Radarwelle reflektiert, eine Anordnung aufweist, die durch mehrere kleine Reflexionsoberflächen gebildet wird, wird ein Phänomen zum Vibrieren der Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts gemäß dem Typ der Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts wie beispielsweise eine Metalloberfläche, durch eine Person getragene Kleidung, eine Außenhaut eines Beins und eine Außenhaut eines Arms einer Person geändert.
Das heißt, eine unterschiedliche Vibration, nämlich eine unterschiedliche Schwankung der Radarwelle auf der Reflexionsoberfläche weist eine unterschiedliche Wahrscheinlichkeitsverteilung des Änderungsbetrags Y der Radarwelle auf. Die Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beurteilt den Typ des vorderen Objekts, durch das eine Radarwelle reflektiert wird, auf der Basis des Änderungsbetrags Y, der durch das vorstehende Phänomen verursacht wird.
Beispielsweise wenn ankommende Echos in Betracht gezogen werden, die durch ein vorderes Objekt reflektiert und von dem vorderen Objekt gesendet werden, kann die Reflexionswelle zu einer Zeit t durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt werden. $\begin{matrix} x (t) = \sum_{i} \frac{C}{{(4 π)}^{3} {(R (t) + Δ R_{i} (t))}^{4}} exp {j \cdot (2 π ƒ \cdot t + \frac{4 π (R (t) + Δ R_{i} (t))}{λ})} \\ \approx \frac{C}{{(4 π)}^{3} R {(t)}^{4}} exp {j \cdot (2 π ƒ \cdot t + 4 π \frac{(R (t)}{λ})} \sum_{i} exp {j \cdot \frac{4 π Δ R_{i} (t)}{λ}} \end{matrix}$
wobei C durch eine Sendeverstärkung, eine Empfangsverstärkung, eine Sendeleistung und einen RCS-Wert bestimmt wird, Ri(t) ein Abstand zwischen der Radarvorrichtung 1 und der i-ten Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts zur Zeit t ist, R(t) ein Durchschnittswert des Abstands zwischen der Radarvorrichtung 1 und mehreren der Reflexionsoberflächen ist, ΔRi(t) einen Unterschied zwischen dem Abstand Ri(t) und dem Durchschnittswert angibt, f eine Sendefrequenz der Radarwelle kennzeichnet und λ eine Wellenlänge der gesendeten Radarwelle angibt.
Die Gleichung (2) ist auf der Basis einer Annahme aufgestellt, dass die Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts aus einem Radarquerschnitt RCS gemacht ist, und der Radarquerschnitt RCS aus mehreren kleinen Reflexionsoberflächen gebildet ist, die sich unabhängig bewegen. Das Bezugszeichen „C“ in der vorstehenden Gleichung (2) wird durch Verwendung einer Sendeverstärkung, einer Empfangsverstärkung einer Sendeleistung und einem RCS-Wert erlangt.
In der Gleichung (2) kann der Abstand Ri(t) zwischen der Radarvorrichtung 1 und der i-ten Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts zur Zeit t durch Ri(t) = R(t) + ΔRi(t) ausgedrückt werden, wobei R(t) einen Durchschnittswert des Abstands zwischen der Radarvorrichtung 1 und mehreren der Reflexionsoberflächen angibt, ΔRi(t) einen Unterschied beziehungsweise eine Differenz zwischen dem Abstand Ri(t) und dem Durchschnittswert angibt, f eine Sendefrequenz der Radarwelle kennzeichnet und λ eine Wellenlänge der gesendeten Radarwelle angibt.
Da ΔRi(t) ein sehr kleiner Wert ist, wird die Näherungsgleichung x(t) unter Verwendung von R(t) anstatt von R(t) + ΔRi(t) erlangt.
Das Echo als die reflektierte Radarwelle, die durch das vordere Objekt reflektiert wird, zu einer Beobachtungszeit Tsw, die ausgehend von der Zeit t sehr kurz fortgeschritten ist, kann durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt werden. $\begin{array}{l} x (t + T s w) = \sum_{i} \frac{C}{{(4 π)}^{3} {(R (t + T s w) + Δ R_{i} (t + T s w))}^{4}} \\ \times exp {j \cdot (2 π ƒ_{T s w} \cdot t + \frac{4 π (R (t + T s w) + Δ R_{i} (t + T s w))}{λ})} \\ \approx \frac{C}{{(4 π)}^{3} R {(t)}^{4}} exp (j \cdot 2 π ƒ \cdot t) \sum_{i} exp {j \cdot \frac{4 π (R (t) + ν (t) \cdot T s w + Δ R_{i} (t) + Δ ν_{i} (t) \cdot T s w)}{λ}} \\ = \frac{C}{{(4 π)}^{3} R {(t)}^{4}} exp {j \cdot (2 π ƒ \cdot t + 4 π \frac{R 8 t) + ν (t) \cdot T s w}{λ})} \\ \times \sum_{i} exp {j \cdot \frac{4 π (Δ R_{i} (t) + Δ ν_{i} (t) \cdot T s w)}{λ}} \end{array}$
In der Gleichung (3) kennzeichnet v(t) die relative Geschwindigkeit des vorderen Objekts, durch das die gesendete Radarwelle reflektiert wird, Δvi(t) gibt eine Geschwindigkeitsdifferenz, nämlich den Schwankungsbetrag der relativen Geschwindigkeit v(t) auf der i-ten Reflexionsoberfläche an.
In der Näherungsgleichung (3) wird die Frequenz f zur Zeit t als die Frequenz f_Tsw zur Zeit t + Tsw verwendet.
Die Echos als die reflektierten Radarwellen zur Zeit t und zur Zeit t + Tsw können durch die folgende Gleichung (4) angenähert werden. Beispielsweise kann der Änderungsbetrag Y durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt werden, wenn ein Leistungsverhältnis zwischen den Echos, die die reflektierten Radarwellen darstellen, als der Änderungsbetrag Y berechnet wird. $\begin{matrix} Y = log \frac{{| x (t + T s w) |}^{2}}{{| x (t) |}^{2}} \\ \approx log {| \sum_{i} exp {j \cdot \frac{4 π (Δ R_{i} (t) + Δ ν (t) \cdot T s w)}{λ}} |}^{2} - log {| \sum_{i} exp {j \cdot \frac{4 π Δ R_{i} (t)}{λ}} |}^{2} \end{matrix}$
In der Gleichung (4) wird der Änderungsbetrag Y durch logarithmisches Verstärken des Leistungsverhältnisses erlangt.
Wenn das Leistungsverhältnis zwischen der Leistung des Echos, das die reflektierte Radarwelle darstellt, zur Zeit t + Tsw und der Leistung des Echos, das die reflektierte Radarwelle zur Zeit t darstellt, berechnet wird, kann der Änderungsbetrag Y als ein Wert berechnet werden, der durch ΔRi(t) und ΔVi(t) geändert wird. Daher ist es, wenn der geänderte Wert Y mit einem Wert in einer Wahrscheinlichkeitsverteilung bezüglich des Änderungsbetrags Y jedes Typs von Objekten, die vorab experimentell ermittelt werden, verglichen wird, möglich, dass die Signalverarbeitungseinheit 30 den Typ des vorderen Objekts erfasst oder beurteilt.
Jedoch, wenn der Phasenänderungsbetrag Δφ des Echos, das die von jeder Reflexionsoberfläche reflektierte Radarwelle darstellt, zwischen der Beobachtungsperiode Tsw nicht weniger als π ist, folgt die Amplitude des empfangenen Signals des Echos an dem Empfangsantennen-Array 19 der Rayleigh-Verteilung, wodurch es schwierig ist, dass die Signalverarbeitungseinheit 30 die Schwankung oder Vibration des ankommenden Echos, das von der Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts reflektiert wird, erfasst, da das Empfangsantennen-Array 19 gemischte reflektierte Komponenten von mehreren der Reflexionsoberflächen empfängt.
Um dies zu vermeiden, bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel die Sendewellenlänge λ und die Beobachtungsperiode Tsw so, dass der Phasenänderungsbetrag Δφ des ankommenden Echos, das die reflektierte Radarwelle darstellt, die durch jede Reflexionsoberfläche des vorderen Werts reflektiert wird, nicht den Wert von π überschreitet.
Es folgt eine Beschreibung der Sendewellenlänge λ und der Beobachtungsperiode Tsw im Detail.
Der Phasenänderungsbetrag Δφl des Echos, das die reflektierte Radarwelle ausgehend von der i-ten Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts darstellt, kann durch Δφi = φi (t + Tsw) - (φI(t), ausgedrückt werden, wobei φI(t) die Phase des ankommenden Echos ist, das die reflektierte Radarwelle von der i-ten Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts darstellt, zur Zeit t und φ (t + Tsw) die Phase des Echos zur Zeit t + Tsw ist, das die reflektierte Radarwelle ausgehend von der i-ten Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts darstellt.
Folgt der Phasenänderungsbetrag Δφi des ankommenden Echos als die reflektierte Radarwelle von jeder Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts während der Beobachtungsperiode Tsw der Verteilung von π bis +π, folgt die Amplitudenverteilung der gemischten Welle der Ankunftsechos, die die reflektierten Radarwellen darstellen, der Raleigh-Verteilung.
In anderen Worten, wenn die Sendewellenlänge und die Beobachtungsperiode Tsw so bestimmt werden, dass die Phase φi des ankommenden Echos, das die reflektierte Radarwelle ausgehend von jeder Reflexionsoberfläche des vorderen Objekts darstellt, den Wert π nicht überschreitet, kann die Signalverarbeitungseinheit 30 die Schwankung des vorderen Objekts durch die ankommenden Echos, die die reflektierten Radarwellen, die durch das Empfangsantennen-Array 19 empfangen werden, erfassen. Das heißt, es ist ausreichend, dass die Sendewellenlänge λ und die Beobachtungsperiode Tsw durch die folgende Gleichung (5) bestimmt werden, sodass der Maximalwert {Δφi} in Δφi kleiner als der Wert von π ist. $max {Δ ϕ_{i}} < π$
Andererseits kann der Wert von Δφi durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt werden. $Δ ϕ (t) = 2 \cdot (\frac{2 π Δ ν_{i} (t) \cdot T s w}{λ})$
Es wird davon ausgegangen, dass der Schwankungsbetrag Δvi(t) des Ankunftsechos, das die reflektierte Radarwelle ausgehend von jeder Reflexionsoberfläche darstellt, einer Normalverteilung (0, σv²) des Durchschnittswerts von Null und einer Varianz von σv²folg. Es genügt, die folgende Gleichung (7) zu erfüllen, wenn die Sendewellenlänge λ und die Beobachtungsperiode Tsw so bestimmt werden, dass die Schwankung des vorderen Objekts, das die Varianz σv² aufweist, innerhalb eines Bereichs von 3σv² (innerhalb eines Bereichs von 99.7 % Wahrscheinlichkeitsbereich) beobachtet werden kann. $\frac{4 π \cdot 3 σ_{v} \cdot T s w}{λ} < π$
In anderen Worten ist es ausreichend, dass die Sendewellenlänge λ und die Beobachtungsperiode Tsw die folgende Gleichung (8) erfüllen. $σ_{v} < \frac{λ}{12 T s w}$
Die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet die Gleichung (7) und die Gleichung (8) und bestimmt die Sendewellenlänge λ und die Beobachtungsperiode Tsw auf der Basis der Varianz σv² des vorderen Objekts, das die maximale Schwankung aufweist. Es ist ausreichend, zu experimentieren, um den Betrag (als die Varianz σv²) der Schwankung zu erlangen.
Das Ausführungsbeispiel bereitet ferner eine Wahrscheinlichkeitstabelle jedes Typs des vorderen Objekts vor, die den Änderungsbetrag jedes vorderen Objekts, durch das die Radarwelle reflektiert wird, ausdrückt. Eine Speichereinheit 40 speichert derartige Wahrscheinlichkeitsverteilungstabellen, die die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Änderungsbetrags Y jedes vorderen Objekts ausdrücken. Dies ermöglicht es, den Typ des vorderen Objekts auf der Basis des erlangten Änderungsbetrags Y zu erfassen.
4 ist ein Graph, der eine Struktur von Wahrscheinlichkeitsverteilungstabellen von Objekten und Datenelemente, die in den Wahrscheinlichkeitsverteilungstabellen gespeichert sind, darstellt.
Wie in 4 dargestellt ist, speichert die Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle eine Wahrscheinlichkeitsverteilung des Änderungsbetrags Y jedes Objekts als ein Erfassungsziel, das erlangt wurde, wenn jedes Objekt die Radarwelle reflektiert, die von der Radarvorrichtung 1 gesendet wird. Konkret speichert jede Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle kumulative Verteilungswahrscheinlichkeiten eines Typs jeden Objekts, wenn ein gegenwärtiger Änderungsbetrag Y ein Wert von nicht mehr als der Änderungsbetrag Y wird.
Beispielsweise ist es möglich, eine derartige Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle des Änderungsbetrags Y jeden Objekts durch das folgende Verfahren zu machen.
Die Radarvorrichtung 1 sendet Radarwellen zu einem Objekt jeden Typs und empfängt Ankunftsechos beziehungsweise ankommende Echos als Erfassungsdatenelemente. Die ankommenden Echos sind reflektierte Radarwellen, die durch jedes dieser Objekte beziehungsweise der Objekte reflektiert werden. Die Radarvorrichtung 1 macht eine Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle des Änderungsbetrags Y auf der Basis der Erfassungsdatenelemente. Es gibt ein anderes Verfahren für die Radarvorrichtung 1 zum Ausführen einer Simulation zusätzlich zu den vorstehenden Erfassungsdatenelementen, um die Varianz σv² zu ändern, um eine Wahrscheinlichkeitsverteilung des Änderungsbetrags Y bei jeder Varianz σv² zu erlangen und speichert in der Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle die Erfassungsdatenelemente und die Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle des Änderungsbetrags Y bei der Varianz σv² am nächsten zu den Erfassungsdatenelementen.
In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die kumulative Wahrscheinlichkeitsverteilung jedes Typs des Objekts in der Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle gespeichert.
Wenn die Signalbearbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel den Typ eines vorderen Objekts erfasst, berechnet die Signalverarbeitungseinheit 30 die kumulative Wahrscheinlichkeit des Änderungsbetrags Y, der durch die Echos als die reflektierten Radarwellen von dem vorderen Objekt erlangt wird, und einen Unterschied zwischen der berechneten kumulativen Wahrscheinlichkeit und der kumulativen Wahrscheinlichkeit bezüglich angrenzendem Änderungsbetrag Y, der in der Wahrscheinlichkeitstabelle geschrieben ist, um die kumulative Wahrscheinlichkeitsverteilung zu erkennen. Demzufolge erlangt die Signalverarbeitungseinheit 30 eine Wahrscheinlichkeitsdichte des Änderungsbetrags Y. Es ist daher möglich, die Wahrscheinlichkeitsdichte des Änderungsbetrags Y anstatt der kumulativen Wahrscheinlichkeitsverteilung zu speichern. Ferner ist es möglich, Informationen bezüglich einer kumulativen Verteilungsfunktion und einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in der Speichereinheit 40 anstatt der Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle des Änderungsbetrags Y zu speichern.
Die vorderen Objekte, die durch die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel behandelt werden, sind ein Fahrzeug, eine Leitplanke, eine Person und so weiter.
Die Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle, die in der Speichereinheit 40 gespeichert ist, weist die Wahrscheinlichkeitsverteilung bezüglich unterschiedlichen Typen von Objekten, wie beispielsweise Objekten, die aus Metall gefertigt sind, einer Person und so weiter auf, durch die die Radarwellen reflektiert werden. Insbesondere, da die Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle, die in der Speichereinheit 40 gespeichert ist, eine Wahrscheinlichkeitsverteilung einer stehenden Person und eine Wahrscheinlichkeitsverteilung einer bewegten Person aufweist, ist es für die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 möglich, eine stehende Person von einer bewegten Person und einem Objekt, das aus Metall gefertigt ist und so weiter zu unterscheiden und zu erkennen.
Demzufolge, wenn die Signalverarbeitungseinheit 30 die Anwesenheit einer bewegten Person vor dem eigenen Fahrzeug erfasst, das mit der Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, führt die Radarvorrichtung 1 die Fahrzeugsteuerung zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit aus. Dies ermöglicht es, einen Verkehrsunfall mit der bewegten Person zu vermeiden. Ferner, da die Radarvorrichtung 1 die Anwesenheit einer Person von einer Leitplanke und so weiter unterscheiden kann, ist es für die Radarvorrichtung 1 möglich, das Fahrzeug anzuweisen, eine Kollision mit einer Person zu vermeiden und mit der Leitplanke anstatt mit der Person zu kollidieren. Jegliche herkömmliche Vorrichtung hat die vorstehende verbesserte Funktion der Radarvorrichtung 1 nicht.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung der Verarbeitung, die durch die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 ausgeführt wird, die die vorstehend verbesserte Funktion hat, mit Bezug auf 5 und 6.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Hauptverarbeitungsroutine darstellt, die durch die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 ausgeführt wird, die in 1 dargestellt ist. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Zielobjektschätzverarbeitung bzw. Zielobjektbewertungsverarbeitung darstellt, die durch die Signalverarbeitungseinheit in der Radarvorrichtung 1 ausgeführt wird, die in 1 dargestellt ist.
Die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 führt die Hauptverarbeitungsroutine, die in 5 dargestellt ist, periodisch jeden Modulationszyklus Tm aus. Dies führt eine Serie von Signalverarbeitungsschritten (S110 bis S150) jeden Modulationszyklus Tm aus, um den Abstand R zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorderen Objekt, die relative Geschwindigkeit V zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorderen Objekt und dem Azimut θ des vorderen Objekts zu schätzen bzw zu bewerten.
Ferner erfasst die Signalverarbeitungseinheit 30 den Typ des vorderen Objekts.
Konkret führt die Signalverarbeitungseinheit 30 die Zielobjektschätzverarbeitung (die durch die Schritte S210 bis S350, die in 6 dargestellt sind, gebildet ist) während des aufwärts modulierten Abschnitts (S110, in 5 dargestellt) in einem modulierten Zyklus Tm auf der Basis der abgetasteten Daten des Schwebungssignals BT durch. Dieses Schwebungssignal BT wird durch ankommende Echos, die während einer aufwärts modulierten Periode als eine Verarbeitungszielperiode durch das Empfangsantennen-Array 19 empfangen werden. Danach führt die Signalverarbeitungseinheit 30 die Zielobjektschätzverarbeitung (durch S210 bis S350, die in 6 dargestellt sind, gebildet) während des abwärts modulierten Abschnitts (S120, in 5 dargestellt) auf der Basis der abgetasteten Daten des Schwebungssignals BT durch. Dieses Schwebungssignal BT wird ebenso durch ankommende Echos erzeugt, die während der abwärts modulierten Periode in einem modulierten Zyklus Tm als eine Verarbeitungszielperiode durch das Empfangsantennen-Array 19 empfangen werden.
In der Zielobjektschätzverarbeitung zum Erfassen des Typs des Zielobjekts, die in 6 dargestellt ist, erlangt die Signalverarbeitungseinheit 30 die abgetasteten Daten des Schwebungssignals BT während der Verarbeitungszielperiode für jedes Antennenelement in dem Empfangsantennen-Array 19 (Schritt S210). Die Signalverarbeitungseinheit 30 führt die Frequenztransformation des Schwebungssignals BT in jedem Antennenelement durch und berechnet ein Leistungsspektrum jedes Antennenelements (Schritt S220). Danach wählt die Signalverarbeitungseinheit 30 die Peak-Frequenz fp, die allgemein in jedem Antennenelement erfasst wird. In dem Ausführungsbeispiel erfasst die Signalverarbeitungseinheit 30 den Peak-Wert des Energie- beziehungsweise Leistungsspektrums in jedem Antennenelement, der nicht kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist, und erfasst als die Peak-Frequenz jede Peak-Frequenz, die nicht kleiner als der vorbestimmte Grenzwert ist(Schritt S230).
Nach Vervollständigen der Peak-Frequenz fp wählt die Signalverarbeitungseinheit 30 eine der erfassten Peak-Frequenzen als ein Verarbeitungsziel aus (Schritt S240) und erzeugt einen empfangenen Vektor X = (x1, x2, x3, ..., xk)^T, in dem frequenztransformierte Werte in der Verarbeitungszielfrequenz in jedem Antennenelement angeordnet sind. Die Signalverarbeitungseinheit 30 berechnet eine Autokorrelationsmatrix Rxx1 = E [XX^H] und eine Autokorrelationsmatrix Rxx2 = XX^H des empfangenen Vektors X (Schritt S250). In dem vorstehenden empfangenen Vektor X und dem vorstehenden Autokorrelationsmatrizen Rxx1 = E [XX^H] und Rxx2 = XX^H, kennzeichnet T eine Transponierte eines Vektors, H gibt eine Transponierte einer komplexen Konjugation an, xk gibt einen frequenztransformierten Wert des Schwebungssignals BT, der aus dem empfangenen Signal durch ein k-tes Antennenelement während des verarbeitungszielmodulierten Abschnitts erzeugt wird, an.
Im Übrigen berechnet ein herkömmliches Verfahren einen Erwartungswert EE [XX^H] des Werts XX^H als die Autokorrelationsmatrix Rxx um den Azimut des vorderen Objekts zu bestimmen.
Andererseits ist es für die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel notwendig, eine simultane Leistung des ankommenden Echos, das von jedem von Ankunftsazimuten von Echos ausgehend von den Objekten reflektiert wird, zu berechnen, um den Änderungsbetrag Y zu berechnen. Demzufolge berechnet die Signalverarbeitungseinheit 30 den Erwartungswert E [XX^H] des Werts XX^H und einem simultanen Wert des Werts XX^H unter Verwendung des gegenwärtig empfangenen Vektors X als die Autokorrelationsmatrix Rxx2, um das Leistungsspektrum zu schätzen bzw. zu bewerten.
Es ist möglich, als den erwarteten Wert XX^H einen Durchschnittswert vergangener Werte von XX^H einer vorbestimmten Anzahl einschließlich dem aktuell empfangenem Vektor X zu berechnen.
Danach berechnet die Signalverarbeitungseinheit 30 Eigenwerte λ1, λ2, ..., und λ_K (λ1 ≥ λ2 ≥ ..., λ_K) und Eigenvektoren e1, e2, ..., und e_K der Autokorrelationsmatrix. Die Signalverarbeitungseinheit 30 schätzt bzw. bewertet die Frequenz des ankommenden Echos auf der Basis der Anzahl der Eigenwerte von nicht weniger als einem Grenzwert λth thermischer Rauschleistung (Johnson-Nyquest-Rauschleistung) (Schritt S260).
Wenn die Signalverarbeitungseinheit 30 einen Rauscheigenvektor E_N und einen Steuervektor a(θ) (steering vector) als eine komplexe Antwort der Array-Antenne zum Azimut θ empfängt und schließlich das MUSIC-Spektrum berechnet, das durch die Evaluationsfunktion P_MU(θ) in der folgenden Gleichung (9) ausgedrückt wird, wobei der Rauscheigenvektor e_N aus Eigenvektoren e_M+1, ..., e_K entsprechend (K-M) Eigenwerten λ_M+1, ..., λ_K mit weniger als thermaler Rauschleistung zusammengesetzt ist. $E_{N} = (e_{M + 1}, e_{M + 2}, \dots e_{K})$
$P_{MU} (θ) = \frac{a^{H} (θ) a (θ)}{a^{H} (θ) E_{N} E_{N}^{H} a (θ)}$
Die Signalverarbeitungseinheit 30 extrahiert den Peak-Wert pro M Echos von dem MUSIC-Spektrum, das durch die vorstehende Evaluierungs- bzw. Evaluationsfunktion P_MU(θ) in der Gleichung (9) ausgedrückt ist. Die Signalverarbeitungseinheit 30 bestimmt Azimute θ1, ..., θ_M entsprechend den extrahierten Peaks als die Azimute der Echos als die von dem vorderen Objekt reflektierten Radarwellen (Schritt S270).
Die Signalverarbeitungseinheit 30 schätzt bzw. bewertet die Leistung (oder die empfangene Leistung) der Echos, die als ausgehend von den Azimuten θ1, ..., θ_M reflektierte Radarwellen ankommen, durch die folgende Gleichung (10) und speichert die geschätzte bzw. bewertete Leistung temporär in der Speichereinheit 40 (Schritt S280).
Konkret erzeugt die Signalverarbeitungseinheit 30 eine Array-Antwortmatrix A, die durch die folgende Gleichung (10) ausgedrückt wird, unter Verwendung von Steuervektoren a(θ₁), ..., a(θ_M) entsprechend den Azimuten θ1, ..., θ_M in jedem der Echos, die in Schritt S270 geschätzt bzw. bewertet werden. Diese Echos sind Ziele zum Schätzen bzw. bewerten der empfangenen Leistung. $A = [a (θ_{1}), a (θ_{1}), \dots a (θ_{M-1}), a (θ_{M})]$
Die Signalverarbeitungseinheit 30 berechnet eine diagonale Komponente der Matrix S, die durch die folgende Gleichung (11) ausgedrückt ist, unter Verwendung der Autokorrelationsmatrix Rxx2, die die Array-Antwortmatrix A darstellt, und des spontanen Werts. $S = {(A^{H} A)}^{- 1} A^{H} \cdot Rxx 2 \cdot A {(A^{H} A)}^{- 1}$
Eine m-te diagonale Komponente in der Matrix S entspricht der empfangenen Leistung Pm in dem Azimut θm (wobei m = 1, ..., M).
Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 30 berechnet die diagonale Komponente der Matrix S, um die Leistung (empfangene Leistung) des Echos, das ausgehend von jedem ankommenden beziehungsweise Ankunftsazimut θ1, ..., θ_M übertragen wird, die bei Schritt S270 geschätzt bzw. bewertet werden. Obwohl die Signalverarbeitungseinheit 30 den Ankunftsazimut der Echos im Schritt S270 berechnet, extrahiert die Signalverarbeitungseinheit 30 die Leistung, die durch das vorstehende Verfahren berechnet wird, von nicht mehr als dem Grenzwert vom Ankunftsazimut der Echos im Schritt S280.
Die Signalverarbeitungseinheit 30 wählt einen der Ankunftsazimute θ1, ..., θ_M der Echos als ein Erfassungsziel (Schritt S290) und beurteilt, ob ein vorhergehend geschätzter bzw. bewerteter Wert des Ankunftsechos, das von dem ausgewählten Ankunftsazimut übertragen wird, gespeichert ist oder nicht (Schritt S300).
Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 30 beurteilt auf der Basis des empfangenen Signals des Ankunftsechos während des zielverarbeitungsmodulierten Abschnitts in einem vorhergehenden modulierten Zyklus Tm, (1) ob die Azimutschätzung bzw. Azimutbewertung und die Leistungsschätzung bzw. Leistungsbewertung bei derselben Peak-Frequenz fp des gegenwärtigen Zielobjekts geschätzt bzw. bewertet wurden oder nicht; und (2) ob die Leistungsschätzung bzw Leistungsbewertung des Echos, das von demselben Azimut beziehungsweise ausgehend von demselben Azimut des gegenwärtigen Zielobjekts angekommen ist, geschätzt bzw. bewertet wurde oder nicht.
Wurden die vorstehenden Schätzverarbeitungen bzw. Bewertungsverarbeitungen ausgeführt, urteilt die Signalverarbeitungseinheit 30, dass der vorhergehende geschätzte bzw. bewertete Wert der Leistung in der Speichereinheit 40 gespeichert ist. Andererseits, wenn keine der vorstehenden Schätzverarbeitungen bzw. Bewertungsverarbeitungen ausgeführt wurde, urteilt die Signalverarbeitungseinheit 30, dass es keinen vorab geschätzten bzw. bewerteten Wert der Leistung gibt.
Urteilt die Signalverarbeitungseinheit 30, dass es keinen geschätzten bzw. bewerteten Wert der Leistung („NEIN“ in Schritt S300) gibt, fährt der Betriebsablauf mit Schritt S340 fort. Andererseits, wenn die Signalverarbeitungseinheit 30 urteilt, dass es den vorab geschätzten bzw. bewerteten Wert der Leistung („JA“ in Schritt S300) gibt, fährt der Betriebsablauf mit Schritt S310 fort.
In Schritt S310 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 30 den Änderungsbetrag Y der gegenwärtigen Leistung, der sich von dem vorab berechneten Änderungsbetrag Y im zu erfassenden Zielazimut unterscheidet. Wird die gegenwärtig geschätzte bzw. bewertete Leistung mit dem Bezugszeichen P versehen und die vorab geschätzte bzw. bewertete Leistung mit dem Bezugszeichen Pb versehen, wird der geänderte gegenwärtig berechnete Wert durch die folgende Gleichung (12) ausgedrückt. $Y = log (P/Pb) = log (P) - log (Pb)$
In der Gleichung (12) wird logarithmische Verstärkung ausgeführt und die geschätzte bzw. bewertete Leistung in Dezibel (db) wird gespeichert (beispielsweise in der Speichereinheit 40), um den Änderungsbetrag Y durch Verwendung einer Differenz zwischen diesen einfach zu berechnen.
Da das Ausführungsbeispiel den Wert verwendet, der vor einem modulierten Zyklus Tm als die vorab geschätzte bzw. bewertete Leistung erlangt wird, wird der Beobachtungszyklus Tsw gleich dem modulierten Zyklus Tm.
Nach Vervollständigen des vorstehenden Schrittes fährt der Operationsablauf mit Schritt S320 fort. Bei Schritt S320 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 30 die Wahrscheinlichkeit Pr (nachfolgend auch als „Erzeugungswahrscheinlichkeit P“ bezeichnet) für jeden Typ der zu erfassenden Zielobjekte auf der Basis der Information der Wahrscheinlichkeitsverteilung gemäß dem Typ des Zielobjekts in der Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle, die in der Speichereinheit 40 gespeichert ist. Die vorstehend berechnete Wahrscheinlichkeit Pr ist die Wahrscheinlichkeit zum Erlangen des Änderungsbetrags Y, wenn dieser Änderungsbetrag Y, der in Schritt S310 berechnet wird, der Änderungsbetrag Y ist, der basierend auf der Basis des ausgehend vom Typ des Zielobjekts reflektierten Echos berechnet wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, da die Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle eine diskrete kumulative Wahrscheinlichkeit jedes Änderungsbetrags Y beinhaltet, berechnet die Signalverarbeitungseinheit 30 einen Unterschied zwischen der kumulativen Wahrscheinlichkeit des Änderungsbetrags Y, die in Schritt S310 berechnet wird, und der kumulativen Wahrscheinlichkeit des Änderungsbetrags Y der benachbarten Leistung, um die Wahrscheinlichkeitsdichte als die Differentiation der kumulativen Wahrscheinlichkeit des Änderungsbetrags Y zu berechnen. Das heißt, in Schritt S320 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 30 die Wahrscheinlichkeit des Änderungsbetrags Y, der in Schritt S310 berechnet wird, und berechnet die Erzeugungswahrscheinlichkeit Pr des Änderungsbetrags Y jedes Objekttyps.
Nach Berechnen der Erzeugungswahrscheinlichkeit Pr jedes Objekttyps beziehungsweise jeden Typs von Objekt, das das Erfassungsziel darstellt, extrahiert die Signalverarbeitungseinheit 30 die höchste Erzeugungswahrscheinlichkeit von den beziehungsweise aus den Erzeugungswahrscheinlichkeiten der Objekttypen und urteilt, dass das Objekt dieses Typs die Radarwellen reflektiert und das Echo überträgt (Schritt S330).
In Schritt S340 wird überprüft, ob die Signalverarbeitungseinheit 30 den Objekttyp, von dem das Echo in allen der Ankunftsazimute (außer dem Azimut, der im Schritt S280 eliminiert wird), die in Schritt S270 geschätzt bzw. bewertet werden, beurteilt oder nicht.
Ist das Erfassungsergebnis in Schritt S340 negativ („NEIN“ in Schritt S340), kehrt der Operationsablauf zu Schritt S290 zurück. Bei Schritt S290 wird der Azimut zu einem anderen Azimut geschaltet und die Signalverarbeitungseinheit 30 führt die Verarbeitung nach Schritt S300 durch.
Andererseits, wenn das Erfassungsergebnis in Schritt S340 positiv ist („JA“ in Schritt S340), fährt der Prozessablauf mit Schritt S350 fort. In Schritt S350 wählt die Signalverarbeitungseinheit 30 alle der Peak-Frequenzen fp als das Verarbeitungsziel aus. Die Signalverarbeitungseinheit 30 überprüft, ob die Serie von Schritten S250 bis S340 für alle der Peak-Frequenzen fp ausgeführt wird oder nicht. Ist das Erfassungsergebnis in Schritt S350 negativ („NEIN“ in Schritt S350), fährt der Betriebsablauf mit Schritt S240 fort. In Schritt S240 schaltet die Signalverarbeitungseinheit 30 die Zielfrequenz um und führt die Serie von Schritten Schritt S250 bis S340 fort. Andererseits, wenn das Erfassungsergebnis bei Schritt S350 positiv ist („JA“ in Schritt S350), vervollständigt die Signalverarbeitungseinheit 30 die Zielobjektschätzverarbeitung, die in 6 dargestellt ist.
Wenn die Signalverarbeitungseinheit 30 die Zielobjektschätzverarbeitung, die in 6 dargestellt ist, während des aufwärts modulierten Abschnitts und des abwärts modulierten Abschnitts vervollständigt, fährt der Betriebsablauf mit Schritt S130 fort, der in 5 dargestellt ist. In Schritt S130 führt die Signalverarbeitungseinheit 30 die Paarabgleichverarbeitung in den Peak-Frequenzen während des aufwärts modulierten Abschnitts und des abwärts modulierten Abschnitts durch, um eine Kombination der Peak-Frequenzen fp = pf1 währen des aufwärts modulierten Abschnitts und eine Kombination der Peak-Frequenzen fp = fp2 in dem abwärts modulierten Abschnitt zu spezifizieren. Die Signalverarbeitungseinheit 30 schätzt bzw. bewertet den Abstand R und die relative Geschwindigkeit V zwischen dem eigenen Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung 1 ausgestattet ist, und dem vorderen Objekt, das das Erfassungsziel darstellt, auf der Basis der spezifizierten Kombinationen der Peak-Frequenzen ab (Schritt S140).
Die Signalverarbeitungseinheit 30 kombiniert die Ankunftsazimute θ1, ..., θ_M der Echos, die auf der Basis der Peak-Frequenzen fp geschätzt bzw. bewertet werden, und die Information bezüglich des Typs des Zielobjekts, durch das Radarwellen als die Echos in den Ankunftsazimuten θ1, ..., θ_M reflektiert werden, mit dem geschätzten bzw. bewerteten Abstand R und der relativen Geschwindigkeit V und gibt die Information bezüglich des Abstands R der relativen Geschwindigkeit V und des Azimuts θ und dem Typ der Zielobjekte, die um das eigene Fahrzeug herum anwesend sind, durch eine Kommunikationsschnittstelle (in 1 weggelassen) an die externe elektrische Steuereinheit (ECU) aus (Schritt S150). Die Signalverarbeitungseinheit 30 führt die vorstehende Verarbeitung wiederholt bei jedem modulierten Abschnitt Tm aus.
Wie vorstehend im Detail beschrieben ist, kann die Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel den Typ des vorderen Objekts, das das Erfassungsziel darstellt, zusätzlich zum Abstand R und der relativen Geschwindigkeit V zwischen dem vorderen Objekt und dem eigenen Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung 1 ausgestattet ist, schätzen bzw. zu bewerten. Andererseits kann jede herkömmliche Radarvorrichtung den Typ des vorderen Objekts, das das Erfassungsziel darstellt, nicht erfassen.
Die Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann einen Typ jedes vorderen Objekts wie beispielsweise unterschiedliche Objekte, die aus Metall gefertigt sind, wie ein Fahrzeug und eine Leitplanke, eine stehende Person und eine bewegt Person und so weiter erfassen und spezifizieren.
Ist ein Fahrzeug mit der Radarvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgestattet, das die vorstehend erläuterte Struktur und die vorstehend erläuterten Merkmale beziehungsweise Eigenschaften aufweist, ist es für die ECU (elektronische Steuereinheit, Electronic Control Unit) möglich, das Steuermuster des eigenen Fahrzeugs auf der Basis des erfassten und spezifizierten vorderen Objekts basierend auf dem Erfassungsergebnis der Radarvorrichtung 1 umzuschalten. Dadurch wird es möglich, unterschiedliche Unfälle wie beispielsweise eine Kollision mit einem vorderen Objekt oder einer Person zu vermeiden.
Im Übrigen erfasst und schätzt bzw. bewertet die Signalverarbeitungseinheit 30 in der Radarvorrichtung 1 den Typ des vorderen Objekts auf der Basis des Vergleichsergebnisses zwischen der Wahrscheinlichkeitsverteilung in der Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle und des Änderungsbetrags Y, der auf der Basis der ankommenden Echos der Radarwellen erlangt wird, die von den vorderen Objekten reflektiert werden. Es ist für die Radarvorrichtung 1 möglich, vorab die Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit vorderer Objekte auf der Basis der Straßenumgebungsinformation zu schätzen bzw. zu bewerten. Beispielsweise gibt es auf einer Straße in einer städtischen Gegend beziehungsweise in einem städtischen Bereich viele Personen und auf einer Straße in einem Vorort wenige Personen. Andererseits ist für gewöhnlich keine Person auf einer Autobahn beziehungsweise einer Schnellstraße.
Das heißt, es ist für die Radarvorrichtung 1 ebenso möglich, einen Typ des vorderen Objekts auf der Basis der Erzeugungswahrscheinlichkeit Pr des Änderungsbetrags und der Straßenumgebungsinformation zu beurteilen, wobei die Radarwelle durch das vordere Objekt reflektiert wird und ein Echo von dem vorderen Objekt, das das Erfassungsziel darstellt, entsprechend dem Änderungsbetrag Y übertragen wird.
Nachfolgend werden Modifikationen der Radarvorrichtung 1 mit Bezug auf 7 und 8 erläutert. Die Modifikation der Radarvorrichtung 1 beurteilt einen Typ des vorderen Objekts auf der Basis der Erzeugungswahrscheinlichkeit Pr des Änderungsbetrags Y und der Straßenumgebungsinformation.
(Erste Modifikation)
7 ist eine Ansicht, die eine Struktur einer Radarvorrichtung 2 als eine Modifikation der Radarvorrichtung 1, die in 1 dargestellt ist, darstellt.
In der Radarvorrichtung 2, die eine Modifikation der Radarvorrichtung 1 darstellt, die in 1 dargestellt ist, speichert eine Speichereinheit eine Kompensationstabelle zusätzlich zur Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle, eine Signalverarbeitungseinheit 31 kommuniziert mit einer Navigations-ECU 100 durch ein fahrzeuggebundenes sogenanntes Local Area Network (fahrzeuggebundenes LAN, fahrzeuggebundenes lokales Netzwerk) und die Signalverarbeitungseinheit 31 führt eine Zielobjektschätzverarbeitung durch, die sich von der Zielobjektschätzverarbeitung unterscheidet, die in 6 dargestellt ist. Die Signalverarbeitungseinheit 31 entspricht der Signalverarbeitungseinheit 30, die in 1 dargestellt ist, und die Speichereinheit 41 entspricht der Speichereinheit 40, die in 1 dargestellt ist.
Andere Komponenten der Signalverarbeitungseinheit 31 sind dieselben wie die in der Signalverarbeitungseinheit 30. Die Erläuterung derselben Komponenten wird weggelassen und die gegenüber der Radarvorrichtung 1, die in 1 dargestellt ist, unterscheidenden Merkmale beziehungsweise Eigenschaften der Radarvorrichtung 2 werden erläutert.
Die Signalverarbeitungseinheit 31 in der Radarvorrichtung 31, die in 7 dargestellt ist, kommuniziert mit der Navigations-ECU 100 durch das fahrzeuggebundene LAN. Das heißt, die Navigations-ECU 100 stellt der Signalverarbeitungseinheit 31 Kategorieinformationen bezüglich der Straßeninformation für die gegenwärtige Straße bereit, auf der das eigene Fahrzeug fährt.
Die Navigations-ECU 100 ist mit einer Einheit zum Erfassen der gegenwärtigen Position verbunden, die durch einen GPS-Empfänger (Empfänger für globales Positionsbestimmungssystem) und eine Straßenkartendatenbank 103 gebildet ist, verbunden. Die Einheit zum Erfassen der gegenwärtigen Position 101 erfasst die gegenwärtige Position des eigenen Fahrzeugs, das mit der Radarvorrichtung 2 ausgestattet ist. Die Navigations-ECU 100 führt wiederholt eine Straßenumgebungsinformationsübertragungsverarbeitung durch, um die Information über die gegenwärtige Position des eigenen Fahrzeugs zu erlangen, die von der Einheit 1 zum Erfassen der gegenwärtigen Position übertragen wird (Schritt S410). Die Navigations-ECU 100 beurteilt die Kategorie der Straßenumgebungsinformation des eigenen Fahrzeugs entsprechend der gegenwärtigen Position, die durch die Information über die gegenwärtige Position angegeben wird, auf der Basis der Information, die in der Straßenkartendatenbank 103 gespeichert ist (Schritt S420).
Die Navigations-ECU 100 überträgt die erlangte Kategorieinformation der Straßenumgebung an der gegenwärtigen Position beziehungsweise bezüglich der gegenwärtigen Position des eigenen Fahrzeugs an die Radarvorrichtung 2 durch das fahrzeuggebundene LAN (Schritt S430).
Die Straßenkartendatenbank 103 speichert Bereichsinformationen, bezüglich dessen, dass der gegenwärtige Bereich, auf dem das eigene Fahrzeug fährt, entweder ein Vorort oder eine Stadt (oder ein städtischer Bereich) ist. Ferner speichert die Straßenkartendatenbank 103 Bereichsinformationen, die angeben, dass eine gegenwärtige Straße eine Autobahn beziehungsweise eine Schnellstraße ist oder nicht.
Das heißt, dass bei Schritt S420 die Signalverarbeitungseinheit 31 in der Radarvorrichtung 2 die gegenwärtige Straße spezifiziert, auf der das eigene Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung 1 ausgestattet ist, fährt und beurteilt, ob die gegenwärtige Straße eine Autobahn beziehungsweise eine Schnellstraße ist oder nicht. Gibt das Beurteilungsergebnis bei Schritt S420 an, dass die gegenwärtige Straße eine Autobahn beziehungsweise Schnellstraße ist, urteilt die Signalverarbeitungseinheit 31, dass die Kategorie der Straßenumgebungsinformation der gegenwärtigen Straße der Autobahn beziehungsweise Schnellstraße entspricht. Andererseits, wenn das Beurteilungsergebnis bei Schritt S420 angibt, dass die gegenwärtige Straße keine Autobahn beziehungsweise Schnellstraße ist, bestimmt die Signalverarbeitungseinheit 31, dass die Kategorie einer Straßenumgebungsinformation der gegenwärtigen Straße einem Vorort oder einem städtischen Bereich (einer Stadt) entspricht.
Führt die Signalverarbeitungseinheit 31 die vorstehende Verarbeitung aus, überträgt die Navigations-ECU 100 die Information bezüglich der bestimmten Kategorie der Straßenumgebungsinformation der gegenwärtigen Straße an die Signalverarbeitungseinheit 31 in der Radarvorrichtung 2.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Teil der Zielobjektschätzverarbeitung als die Modifikation der Zielobjektschätzverarbeitung darstellt, die in 6 dargestellt ist, die durch die Signalverarbeitungseinheit 31 in der Radarvorrichtung 2 gemäß der ersten Modifikation ausgeführt wird.
Die Signalverarbeitungseinheit 31 empfängt sukzessive die vorstehende Kategorieinformation der gegenwärtigen Straße von der Navigations-ECU 100. Nach Vervollständigen der Verarbeitung (in Schritt S320) in der Zielobjektschätzverarbeitung (vergleiche 6) führt die Signalverarbeitungseinheit 31 eine Serie von Schritten S510 bis S540, die in 8 dargestellt sind, anstatt der Verarbeitung im Schritt S330 aus. Konkret spezifiziert die Signalverarbeitungseinheit 31 die Kategorie der Straßenumgebungsinformation entsprechend der gegenwärtigen Straße, auf der das eigene Fahrzeug fährt (Schritt S510). Die Signalverarbeitungseinheit 31 liest von der Kompensationstabelle, die in der Speichereinheit 41 gespeichert ist, einen Kompensationskoeffizienten jeden Typs des vorderen Objekts, das das Erfassungsziel darstellt, als eine Kombination von Kompensationskoeffizienten entsprechend der spezifizierten Kategorie aus (Schritt S520). Die Signalverarbeitungseinheit 31 multipliziert die Erzeugungswahrscheinlichkeit (Wahrscheinlichkeitsdichte) Pr des Änderungsbetrags Y, der bei jedem Typ des vorderen Objekts in Schritt S320 berechnet wird, mit dem entsprechenden Kompensationskoeffizienten Wjeden Typs des vorderen Objekts, das das Erfassungsziel darstellt. Die Signalverarbeitungseinheit 31 berechnet die Wahrscheinlichkeit Z = W . Pr des Erfassungsziels, durch das die Radarwelle reflektiert wird und mit dem der Änderungsbetrag Y berechnet wird (Schritt S530).
Wie in 7 dargestellt ist, speichert die Kompensationstabelle einen Satz von Kompensationskoeffizienten W jeden Typs eines vorderen Objekts, das ein Erfassungsziel darstellt, per Kategorie der Straßenumgebungsinformation von sowohl einer Stadt, einem Vorort, einer Schnellstraße beziehungsweise Autobahn und so weiter. Beispielsweise beinhaltet ein Satz von Kompensationskoeffizienten W für eine Stadt die folgenden Kompensationskoeffizienten W:

Kompensationskoeffizient W11 für die stehende Person ist 1/3 (W11 = 1/3);
Kompensationskoeffizient W12 für die bewegte Person ist 1/3 (W12 = 1/3); und
Kompensationskoeffizient W13 für aus Metall gefertigtes Objekt ist 1/3 (W13 = 1/3);

Ein Satz von Kompensationskoeffizienten W für einen Vorort beinhaltet die folgenden Kompensationskoeffizienten W:

Kompensationskoeffizient W21 für stehende Person ist 0,25 (W21 = 0,25);
Kompensationskoeffizient W22 für bewegte Person ist 0,25 (W22 = 0,25); und
Kompensationskoeffizient W23 für aus Metall gefertigtes Objekt ist 0,5 (W23 = 0,5);

Ein Satz von Kompensationskoeffizienten W für eine Autobahn beziehungsweise Schnellstraße beinhaltet die folgenden Kompensationskoeffizienten W:

Kompensationskoeffizient W31 für stehende Person ist 0 (W31 = 0);
Kompensationskoeffizient W32 für bewegte Person ist 0 (W32 = 0); und
Kompensationskoeffizient W33 für stehende Person ist 1 (W33 = 1);

Fährt das eigene Fahrzeug in einem Vorort, multipliziert die Signalverarbeitungseinheit 31 die Erzeugungswahrscheinlichkeit Pr des Änderungsbetrags Y, der auf Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung einer stehenden Person berechnet wird, mit den Kompensationskoeffizienten W21 = 0,25. Ist das vordere Objekt, das das Erfassungsziel darstellt, eine stehende Person, berechnet die Signalverarbeitungseinheit 31 die Wahrscheinlichkeit Z = 0,25 . Pr der stehenden Person.
Ähnlich multipliziert die Signalverarbeitungseinheit 31 die Erzeugungswahrscheinlichkeit Pr des Änderungsbetrags Y, der auf Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung einer bewegten Person berechnet wird, mit dem Kompensationskoeffizienten W22 = 0,25. Die Signalverarbeitungseinheit 31 berechnet die Wahrscheinlichkeit Z = 0,25 . Pr der stehenden Person, wenn das das vordere Objekt, das das Erfassungsziel darstellt, die bewegte Person ist.
Ferner multipliziert die Signalverarbeitungseinheit 31 die Erzeugungswahrscheinlichkeit Pr des Änderungsbetrags Y, der auf Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Objekts, das aus Metall gefertigt ist, berechnet wird, mit dem Kompensationskoeffizienten W23 = 0,5. Ist das vordere Objekt, das das Erfassungsziel darstellt, ein aus Metall gefertigtes Objekt, berechnet die Signalverarbeitungseinheit 31 die Wahrscheinlichkeit Z = 0,5 . Pr des aus Metall gefertigten Objekts.
Die Signalverarbeitungseinheit 31 beurteilt, dass der Typ des vorderen Objekts, der die berechnete maximale Wahrscheinlichkeit Z aufweist, das Zielobjekt ist, durch das die Funkwelle als das Ankunftsecho reflektiert wird (Schritt S540).
Danach führt die Signalverarbeitungseinheit 31 die Serie der Verarbeitungen ausgehend vom Schritt S340 durch.
Wie vorstehend im Detail beschrieben ist, erfasst die Radarvorrichtung 2 gemäß der Modifikation der Radarvorrichtung 1 den Typ des vorderen Objekts, durch das die Radarwelle reflektiert wird, auf der Basis der Straßenumgebungsinformation. Es ist daher für die Signalverarbeitungseinheit 31 möglich, den Typ eines vorderen Objekts mit hoher Genauigkeit auf der Basis der Vorabschätzung bzw. Vorabbewertung unter Verwendung der Straßenumgebungsinformation zu bestimmen.
In der Modifikation beurteilt die Signalverarbeitungseinheit 31 die Straßenumgebungsinformation unter Verwendung der Straßenkartendatenbank 103 und der Einheit 101 zum Erfassen der gegenwärtigen Position. Jedoch ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Modifikation beschränkt. Beispielsweise ist es für die Signalverarbeitungseinheit 31 möglich, die Straßenumgebungsinformation auf der Basis der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs zu erfassen.
(Zweite Modifikation)
Nachfolgend wird eine Radarvorrichtung 3 gemäß einer zweiten Modifikation mit Bezug auf 9 erläutert.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Teil der Zielobjektschätzverarbeitung als weitere Modifikation der Zielobjektschätzverarbeitung, die in 6 dargestellt ist, darstellt.
In der Radarvorrichtung 3 gemäß der zweiten Modifikation der Radarvorrichtung 1 empfängt eine Signalverarbeitungseinheit 32 die Geschwindigkeitsinformation des eigenen Fahrzeugs von einem Geschwindigkeitssensor 105, der in 9 dargestellt ist, anstatt von der Kategorie der Straßenumgebungsinformation durch die Navigations-ECU 100. Ferner führt die Signalverarbeitungseinheit 32 die Zielobjektschätzverarbeitung, die in 9 dargestellt ist, aus, die sich von der Zielobjektschätzverarbeitung, die in 6 dargestellt ist, unterscheidet.
Weitere Komponenten der Signalverarbeitungseinheit 32 sind die gleichen wie die in der Signalverarbeitungseinheit 30. Die Erläuterung derselben Komponenten wird weggelassen und die Merkmale der Radarvorrichtung 3, die sich gegenüber der Radarvorrichtung 1 und der Radarvorrichtung 2, die in 1 und 7 dargestellt ist, unterscheiden, werden erläutert.
Die Signalverarbeitungseinheit 32 in der Radarvorrichtung 3 gemäß der zweiten Modifikation empfängt die Geschwindigkeitsinformation des eigenen Fahrzeugs von dem Geschwindigkeitssensor 105 anstatt aus der Kategorieinformation der Straßenumgebung der gegenwärtigen Straße, auf der das eigene Fahrzeug fährt, die von der Navigations-ECU 100 bereitgestellt wird. Nach Vervollständigen der Verarbeitung, die im Schritt S320 dargestellt ist, führt die Signalverarbeitungseinheit 32 die Serie von Schritten S610 bis S640 aus, die in 9 dargestellt sind.
Konkret schätzt bzw. bewertet die Signalverarbeitungseinheit 32 die Straßenumgebung des Bereichs um das eigene Fahrzeug auf der Basis der Geschwindigkeitsinformation, die von dem Geschwindigkeitssensor 105 erlangt wird (Schritt S610). Das heißt, die Signalverarbeitungseinheit 3 berechnet eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Periode von einer vergangenen Zeit zur gegenwärtigen Zeit beispielsweise während vergangener fünf Minuten und beurteilt die Kategorie der Straßeninformation des Bereichs um das eigene Fahrzeug herum auf der Basis der berechneten Durchschnittsgeschwindigkeit als einen Index.
Ist die berechnete Durchschnittsgeschwindigkeit weniger als ein erster Grenzwert (beispielsweise 30 km/h), urteilt die Signalverarbeitungseinheit 32, dass die Kategorieinformation der Straßenumgebung eine Stadt ist. Andererseits, wenn die berechnete Durchschnittsgeschwindigkeit nicht weniger als der erste Grenzwert (beispielsweise 30 km/h) und weniger als ein zweiter Grenzwert (beispielsweise 60 km/h) ist, urteilt die Signalverarbeitungseinheit 32, dass die Kategorieinformation der Straßenumgebung ein Vorort ist. Ferner, wenn die berechnete Durchschnittsgeschwindigkeit nicht weniger als der zweite Grenzwert (beispielsweise 60 km/h) ist, urteilt die Signalverarbeitungseinheit 32, dass die Kategorieinformation der Straßenumgebung eine Schnellstraße beziehungsweise Autobahn ist.
Nach Vervollständigen des Schätzens bzw. Bewertens der Straßenumgebung liest die Signalverarbeitungseinheit 32 wie die Verarbeitungen in den Schritten S520 und S530 den Kompensationskoeffizienten W jeden Typs des vorderen Objekts entsprechend der Kategorie der Straßenumgebungsinformation des Bereich um das eigene Fahrzeug herum von der Kompensationstabelle, die in der Speichereinheit 40 gespeichert ist, aus (Schritt S620). Die Signalverarbeitungseinheit 32 multipliziert jede Erzeugungswahrscheinlichkeit (Wahrscheinlichkeitsdichte) Pr des Änderungsbetrags Y für jeden Typ des vorderen Objekts ausgehend von der Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle mit dem entsprechenden Kompensationskoeffizienten W jeden Typs des vorderen Objekts. Dies ermöglicht es, bei jedem Typ der vorderen Objekte die Wahrscheinlichkeit Z (Z = W • Pr) als das Erfassungsziel, durch das die Radarwelle als das Ankunftsecho reflektiert wird, zu berechnen (Schritt S630).
Ähnlich zur Verarbeitung in Schritt S540 beurteilt die Signalverarbeitungseinheit 32, dass der Typ des vorderen Objekts, der die berechnete maximale Wahrscheinlichkeit Z aufweist, das Zielobjekt ist, durch das die Funkwelle als das Ankunftsecho reflektiert wird (Schritt S640).
Danach führt die Signalverarbeitungseinheit 31 die Serie der Verarbeitungen ausgehend von Schritt S340 durch.
Da die Radarvorrichtung 3 gemäß der zweiten Modifikation den Typ des vorderen Objekts, das das Erfassungsziel darstellt, auf der Basis der Straßenumgebungsinformation beurteilt, ist es möglich, den Typ des vorderen Objekts auf der Basis der Vorabschätzung bzw. Vorabbewertung unter Verwendung der Straßenumgebungsinformation mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Insbesondere, da die Radarvorrichtung 3 gemäß der zweiten Modifikation die Straßenumgebung auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit schätzt bzw. bewertet, ist es für ein Fahrzeug ohne jegliche Straßenkartendatenbank 103 und Einheit 101 zum Erfassen der gegenwärtigen Position möglich, den Typ des vorderen Objekts zu beurteilen, während die Straßenumgebung berücksichtigt wird. Dies ermöglicht es, die Radarvorrichtung 3 auf unterschiedliche Typen von Fahrzeugen und andere Anwendungen anzuwenden.
Wie vorstehen im Detail beschrieben, entsprechen der Oszillator 11, der Verstärker 13, die Übertragungsantenne bzw. Sendeantenne 17, das Empfangsantennen-Array 19, der Empfangsschalter 21 und der Verstärker 23 Übertragungs- und Empfangsmitteln, die in den Ansprüchen verwendet werden.
Ferner entspricht die Verarbeitung im Schritt S280, die durch die Signalverarbeitungseinheiten 30, 31 und 32 ausgeführt wird, einem Beispiel der Verarbeitungen, die durch das Erfassungsmittel ausgeführt werden, das in den Ansprüchen verwendet wird. Ferner entspricht die Verarbeitung in Schritt S310, die durch die Signalverarbeitungseinheiten 30, 31 und 32 ausgeführt wird, einem Beispiel der Verarbeitungen, die durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel, das in den Ansprüchen verwendet wird, ausgeführt werden.
Der Speicherbereich in der Speichereinheit 40, der die Wahrscheinlichkeitsverteilungstabelle speichert, entspricht einem Beispiel eines Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittels. Die Verarbeitung in den Schritten S320 und S330, die durch die Signalverarbeitungseinheit 30 ausgeführt wird, oder die Verarbeitungen in den Schritten S320, S620 bis S640, die durch die Signalverarbeitungseinheit 31 ausgeführt werden, oder die Verarbeitungen in Schritt S320, S620 bis S640, die durch die Signalverarbeitungseinheit 32 ausgeführt werden, entsprechen einem Beispiel, das durch ein Beurteilungsmittel, das in den Ansprüchen verwendet wird, ausgeführt wird.
Ferner entsprechen die Verarbeitung in Schritt S510, die durch die Signalverarbeitungseinheit 31 ausgeführt wird, oder die Verarbeitung in Schritt S610, die durch die Signalverarbeitungseinheit 32 ausgeführt wird, einem Beispiel, das durch das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel, das in den Ansprüchen verwendet wird, ausgeführt wird.
Der Mischer 25 in den Radarvorrichtungen 1, 2 und 3 entspricht einem Schwebungssignalerzeugungsmittel, das in den Ansprüchen verwendet wird. Die Verarbeitungen in den Schritten S110 bis S140, die durch die Signalverarbeitungseinheiten 30, 31 und 32 ausgeführt werden, und die Verarbeitungen in den Schritten S210 bis S270 in der Zielobjektschätzverarbeitung entsprechen den Verarbeitungen, die durch ein Signalanalysemittel ausgeführt werden, das in den Ansprüchen verwendet wird.
Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist nicht durch das Ausführungsbeispiel und Modifikationen beschränkt, die die FMCW-Radarvorrichtung verwenden, wie vorstehend beschrieben. Beispielsweise ist es möglich, das Konzept der vorliegenden Erfindung auf Radarvorrichtungen mit einem anderen Verfahren als dem FMCW-Verfahren beispielsweise auf eine Radarvorrichtung mit sogenanntem Stepped-Frequency-Wellenform-Verfahren (SFW-Verfahren) anzuwenden.
Ferner ist es möglich, die Radarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung neben fahrzeuggebunden Radarvorrichtungen auf unterschiedliche Anwendungen anzuwenden.
Obwohl die Radarvorrichtungen 1, 2 und 3 gemäß der vorliegenden Erfindung den Typ des vorderen Objekts, der beispielsweise eine Person und ein aus Metall gefertigtes Objekt wie beispielsweise Fahrzeuge ist, erfassen, ist es möglich, neben diesen Typen weitere andere Typen zu erfassen.
Obwohl die Radarvorrichtungen 1, 2 und 3 gemäß der vorliegenden Erfindung die Straßenumgebungsinformation unter Verwendung der Straßenkartendatenbank 103 oder des Geschwindigkeitssensors 105 schätzen bzw. bewerten, ist es für die Radarvorrichtung möglich, die Straßenumgebungsinformation unter Verwendung beider sowohl der Straßenkartendatenbank 103 als auch des Geschwindigkeitssensors 105 zu schätzen. bzw. zu bewerten
(Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung)
In der Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung speichert das Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel mindestens die Wahrscheinlichkeitsverteilung, die erlangt wird, wenn das Objekt, durch das die Radarwelle reflektiert wird, aus Metall gefertigt ist, und die Wahrscheinlichkeitsverteilung, die erlangt wird, wenn das Objekt, durch das die Radarwelle reflektiert wird, eine Person ist. Ferner ist es für das Beurteilungsmittel bevorzugt, eine Person und ein Objekt, das aus Metall gefertigt ist, durch die die Radarwelle reflektiert wird, unabhängig auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilungen zu erfassen, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel gespeichert sind.
Wird die Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel auf Fahrzeuge angewandt, nämlich wenn ein Fahrzeug mit der Radarvorrichtung ausgestattet ist, die die vorstehende Struktur aufweist, ist es möglich, die Fahrzeugsteuerung auf der Basis der Beurteilungsergebnisse umzuschalten, die angeben, dass das vordere Objekt ein Fahrzeug, eine Leitplanke, eine stehende Person oder eine gehende Person ist. Dies stellt sicheres Fahren bereit.
Ist ein Fahrzeug mit einer herkömmlichen Radarvorrichtung ausgestattet und liegt für das Fahrzeug der Fall vor, dass das Fahrzeug eine Kollision mit einer gehenden Person vermeidet, kann das Fahrzeug nicht mit einer Leitplanke anstatt der gehenden Person kollidieren.
Andererseits kann die ECU in einem Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, die Vermeidungssteuerung zum Vermeiden der Kollision mit der gehenden Person und zum Kollidieren mit der Leitplanke anstatt mit der gehenden Person auf der Basis des Beurteilungsergebnisses der Radarvorrichtung ausführen.
Es ist für das Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel, das die Speichereinheit darstellt, bevorzugt, eine Wahrscheinlichkeitsverteilung zu speichern, wenn eine Person stoppt, und eine Wahrscheinlichkeitsverteilung zu speichern, wenn eine Person geht. Die Radarvorrichtung beurteilt die stehende Person und die gehende Person auf der Basis dieser Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Diese Struktur der Radarvorrichtung ermöglicht es ferner, eine Kollision mit einem Objekt zu vermeiden, während der Typ des Objekts auf der Basis des Beurteilungsergebnisses des Beurteilungsmittels in der Radarvorrichtung berücksichtigt wird.
In der Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Beurteilungsmittel die folgende Struktur auf, um einen Typ eines Objekts, das das Echo überträgt, zu beurteilen oder zu bestimmen. Das heißt, das Beurteilungsmittel berechnet eine Erzeugungswahrscheinlichkeit des Änderungsbetrags Y, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung für den Typ des Objekts berechnet wird, entsprechend des Änderungsbetrags Y, der in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel gespeichert ist. Das Beurteilungsmittel beurteilt, dass der Typ des Objekts, das die berechnete maximale Erzeugungswahrscheinlichkeit aufweist, der Typ des Objekts entsprechend dem Änderungsbetrag Y ist, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel berechnet wird.
Es ist für das Beurteilungsmittel weiter bevorzugt, den Typ des Objekts auf der Basis von Straßenumgebungsinformationen zusätzlich zu dem Verfahren unter Verwendung der Wahrscheinlichkeitsverteilungen, das vorstehend beschrieben ist, zu beurteilen oder zu bestimmen. Das heißt, es ist bevorzugt, dass die Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung an einem Fahrzeug angebracht ist. Die Radarvorrichtung weist ferner ein Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel auf. Das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel schätzt bzw. bewertet Straßenumgebungsinformationen eines Bereichs um das Fahrzeug herum. Das Beurteilungsmittel berechnet eine Wahrscheinlichkeit, wenn das Objekt entsprechend dem Änderungsbetrag Y, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel berechnet wird, das Objekt eines Typs, das ein Erfassungsziel darstellt, das Radarwellen reflektiert, ist, auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsmittel gespeichert ist, und der Straßenumgebungsinformation, die durch das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel geschätzt bzw. bewertet wird. Das Beurteilungsmittel beurteilt einen Typ eines Objekts, das dem Änderungsbetrag Y entspricht, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel berechnet wird, auf der Basis der Wahrscheinlichkeit jeden Typs der Objekte, die die Erfassungsziele darstellen und die Radarwellen reflektieren.
Die Wahrscheinlichkeit, dass das Objekt, das das Echo als die reflektierte Radarwelle emittiert, anwesend ist, wird gemäß der Straßenumgebung einer Straße geändert, auf der das eigene Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung ausgestattet ist, fährt. In anderen Worten wird es durch Verwenden der Straßenumgebungsinformation als ein Index möglich, vorab eine Wahrscheinlichkeit für jeden Typ eines Objekts in dem Bereich, um das eigene Fahrzeug herum anwesend zu sein, zu schätzen. Beispielsweise wird die Wahrscheinlichkeit für eine Person, in dem Bereich um das eigene Fahrzeug herum anwesend zu sein, gemäß dem geändert, ob der Bereich eine Autobahn beziehungsweise Schnellstraße ist, auf der das eigene Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, oder eine Straße ist auf der das eigene Fahrzeug in einer Stadt oder einem Vorort fährt. Demzufolge, wenn die Radarvorrichtung die Funktion zum Berücksichtigen der Straßenumgebungsinformation der Straße, auf der das eigene Fahrzeug fährt, aufweist, ist es für das Beurteilungsmittel in der Radarvorrichtung möglich, einen Typ des Objekts mit hoher Genauigkeit zu beurteilen.
In der Radarvorrichtung berechnet das Beurteilungsmittel eine Erzeugungswahrscheinlichkeit, wenn das Objekt entsprechend dem Änderungsbetrag Y, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel berechnet wird, das Objekt eines Typs ist, das das Erfassungsziel darstellt, das die Radarwellen reflektiert, auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel gespeichert ist. Das Beurteilungsmittel berechnet die Wahrscheinlichkeit, wenn das Objekt entsprechend dem Änderungsbetrag, der durch das Änderungsbetragsberechnungsm ittel berechnet wird, das Objekt des Typs ist, das das Erfassungsziel darstellt, durch Hinzufügen beziehungsweise Addieren einer Kompensation entsprechend der Straßenumgebungsinformation, die durch das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel berechnet wird, zu der Erzeugungswahrscheinlichkeit.
Beispielsweise berechnet das Beurteilungsmittel die Wahrscheinlichkeit für das Objekt, das das Echo als die reflektierte Radarwelle reflektiert, entsprechend dem berechneten Änderungsbetrag Y, um einen Typ des Objekts zu sein, durch Multiplizieren der berechneten Erzeugungswahrscheinlichkeit mit einem entsprechenden Kompensationskoeffizienten.
Es ist für das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel möglich, die folgende Funktion aufzuweisen, um direkt oder indirekt die Straßenumgebungsinformation auszulesen, die die Straßenumgebung jedes Bereichs ausdrückt.
In der Radarvorrichtung erlangt das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel die Straßenumgebungsinformation entsprechend einer gegenwärtigen Straße, auf der das Fahrzeug fährt, von der Straßenumgebungsdatenbank, die Daten speichert, die die Straßenumgebung jedes Bereichs ausdrücken und das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel schätzt bzw. bewertet, dass die Straßenumgebung des Bereichs, in dem das Fahrzeug fährt, die Straßenumgebung ist, die durch die erlangte Straßenumgebungsinformation angegeben wird.
Beispielsweise empfängt das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel Daten (beispielsweise Datenelemente, die Kategorien der Straßenumgebung als eine Stadt, einen Vorort, eine Schnellstraße beziehungsweise Autobahn und so weiter angeben), die Straßenumgebungsinformationen des Bereichs entsprechend der gegenwärtigen Position des eigenen Fahrzeugs angeben, die von der Straßenkartendatenbank, die die Straßenumgebungsdatenbank darstellt, durch die Einheit zum Erfassen der gegenwärtigen Position wie beispielsweise einem GPS (globales Positionierungssystem)-Empfänger erfasst werden.
Das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel schätzt bzw. bewertet die Straßenumgebung in dem Bereich um das eigene Fahrzeug herum auf der Basis der empfangenen Datenelemente. Da Fahrzeuge für gewöhnlich mit der Straßenkartendatenbank und einem Positionserfasser wie beispielsweise einem GPS-Empfänger ausgestattet sind, wenn die Radarvorrichtung das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel aufweist, das die vorstehende Struktur hat, ist es möglich, die Straßenumgebungsinformation in dem Bereich um das eigene Fahrzeug herum zu schätzen bzw. zu bewerten.
Damit das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel die vorstehende Struktur und Funktion aufweist, ist es notwendig, die Straßenumgebungsdatenbank in der Radarvorrichtung oder dem eigenen Fahrzeug zu installieren und es ist für die Radarvorrichtung notwendig, mit einer Kommunikationsschnittstelle ausgestattet zu sein, um die Datenelemente von einer externen Straßenumgebungsdatenbank zu empfangen. Dadurch kann die Radarvorrichtung die Funktion zum korrekten Beurteilen und Erkennen eines Typs eines Objekts nicht auf der Basis der Straßenumgebungsinformation mit niedrigen Kosten realisiert.
Um das vorstehende Problem zu vermeiden und die Anforderung zu erfüllen, ist es für das Umgebungsschätzmittel bzw. Umgebungsbewertungsmittel in der Radarvorrichtung akzeptierbar, die Straßenumgebung des Bereichs, in dem das Fahrzeug fährt, auf der Basis einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu schätzen bzw. zu bewerten.
In einem Bereich mit vielen Kreuzungen fährt ein Fahrzeug für gewöhnlich mit niedriger Geschwindigkeit. Andererseits fährt das Fahrzeug in einem Bereich mit weniger Kreuzungen schnell. Ferner fährt das Fahrzeug auf einer Autobahn beziehungsweise Schnellstraße ohne jegliche Kreuzung mit hoher Geschwindigkeit. Demzufolge ist es für die Radarvorrichtung möglich, die gegenwärtige Straßenumgebung auf der Basis der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu schätzen bzw. zu bewerten. Dies ermöglicht es für die Radarvorrichtung, einen Typ eines Objekts auf der Basis der Straßenumgebungsinformation, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit erlangt wird, ohne jegliche Straßenkartendatenbank zu beurteilen. Es ist möglich, die Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel auf eine Radarvorrichtung unter Verwendung eines FMCW-Verfahrens und eines SFW-Verfahrens anzuwenden.
Da die Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel den Abstand beziehungsweise die Strecke zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem Objekt, das ein Erfassungsziel darstellt, einen Azimut des Objekts, die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts und so weiter erfassen kann, ist es für die ECU, die in dem eigenen Fahrzeug angebracht ist, möglich, die Fahrsteuerung des Fahrzeugs auf der Basis des Beurteilungsergebnisses der Radarvorrichtung auszuführen.
Das Übertragungs- und Empfangsmittel in der Radarvorrichtung weist eine Übertragungsantenne und ein Empfangsantennen-Array auf. Beispielsweise emittiert die Übertragungsantenne die Radarwellen auf der Basis eines FMCW-Verfahrens oder eines SFW-Verfahrens. Das Empfangsantennen-Array ist aus mehreren Empfangsantennenelementen gebildet, die Echos als die Radarwellen, die durch die Objekte, die die Erfassungsziele darstellen, reflektiert werden.
Es ist möglich, die Radarvorrichtung gemäß der exemplarischen Ausführungsform beziehungsweise gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf eine FMCW-Radarvorrichtung und eine SFW-Radarvorrichtung anzuwenden, wenn die Radarvorrichtung ferner ein Schwebungssignalerzeugungsmittel und ein Signalanalysemittel aufweist. Das Schwebungssignalerzeugungsmittel mischt die empfangenen Signale der Echos, die durch jedes der Empfangsantennenelemente in dem Empfangsantennenarray empfangen werden und das übertragene beziehungsweise gesendete Signal der Radarwellen, die durch die Übertragungsantenne emittiert werden, und das Schwebungssignalerzeugungsmittel erzeugt ein Schwebungssignal für beziehungsweise bei jedem Empfangsantennenelement. Das Signalanalysemittel erfasst einen Abstand zwischen dem Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung ausgestattet ist, und dem Objekt, durch das die Radarwelle reflektiert wird, und einem Azimut des Objekts auf der Basis des Schwebungssignals für jedes beziehungsweise bei jedem Empfangsantennenelement.
Ferner erfasst das Erfassungsmittel die Signalintensität der reflektierten Radarwelle als das Ankunftsecho von dem Objekt für jedes Objekt, das einen anderen Abstand und Azimut aufweist, auf der Basis des Schwebungssignals von jedem der Empfangsantennenelement, das durch das Schwebungssignalerzeugungsmittel erzeugt wird. Das Änderungsbetragsberechnungsmittel berechnet für jedes Objekt, durch das die Radarwelle reflektiert wird und das das Echo als die reflektierte Radarwelle emittiert, einen Änderungsbetrag Y der Signalintensität P des gegenwärtig empfangenen Echos entsprechend der vorhergehend berechneten Signalintensität Pb auf der Basis der Signalintensität P des gegenwärtig empfangenen Echos, das von dem Objekt übertragen wird, das durch das Erfassungsmittel erfasst wird, und der vorhergehenden Signalintensität Pb des vorhergehenden Echos, das von dem Objekt übertragen wird, das durch das Übertragungs- und Empfangsmittel empfangen wird, und durch das Erfassungsmittel zur Zeit einer vorhergehenden Beobachtungsperiode Tsw ausgehend von der Empfangszeit des vorhergehenden Echos bis zur Zeit gezählt, wenn das Übertragungs- und Empfangsmittel das gegenwärtige Echo empfangen hat. Das Beurteilungsmittel beurteilt den Typ des Objekts auf der Basis des Änderungsbetrags Y, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel berechnet wird, und der Wahrscheinlichkeitsverteilung des Typs des Objekts, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel gespeichert ist.
Die Radarvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann einen Typ jedes vorderen Objekts und eine Position (einen Abstand und einen Azimut) jedes vorderen Objekts, das vor dem eigenen Fahrzeug anwesend ist, spezifizieren und die Radarvorrichtung erkennt den Zustand des Bereichs um die Radarvorrichtung herum. Wird die Radarvorrichtung auf Fahrzeuge angewandt, kann eine elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs optimale Fahrsteuerung auf der Basis der Position und des Typs der vorderen Objekte, die vor dem Fahrzeug anwesend sind, ausführen und einen Verkehrsunfall auf der Basis des erlangten Zustands des Bereichs um das Fahrzeug herum vermeiden.
Während spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, ist es für Fachleute ersichtlich, dass unterschiedliche Modifikationen und Alternativen zu diesen Details im Lichte der Gesamtlehre der Offenbarung entwickelt werden können. Demzufolge dienen die jeweiligen Anordnungen, die offenbart sind, nur der Darstellung und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung, der durch die volle Breite der folgenden Ansprüche und Äquivalente davon gegeben ist, nicht beschränken.

Claims

Radarvorrichtung (1), aufweisend: ein Sende- und Empfangsmittel (17, 19) zum Emittieren von Radarwellen und Empfangen von Echos von Signalen der Radarwellen, die durch unterschiedliche Typen von Objekten, die Erfassungsziele sind, die durch die Radarwellen erfasst werden, reflektiert werden; ein Erfassungsmittel (21, 23, 25, 27, 29) zum Erfassen einer Signalintensität von jedem ankommenden Echo von jedem Objekt auf der Basis der empfangenen Signale der ankommenden Echos, die durch das Sende- und Empfangsmittel (17, 19) empfangen werden; ein Änderungsbetragsberechnungsmittel (30, 31, 32) zum Berechnen eines Änderungsbetrags Y, der eine Differenz zwischen einer gegenwärtigen Signalintensität P eines gegenwärtigen ankommenden Echos und einer vorhergehenden Signalintensität Pb eines vorhergehenden ankommenden Echos ist, die durch das Erfassungsmittel vor einer vorbestimmten Beobachtungsperiode Tsw entsprechend der gegenwärtigen Signalintensität P des gegenwärtigen ankommenden Echos erfasst wird; ein Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel (40, 41) zum Speichern jedes Typs der Objekte, die die Erfassungsziele darstellen; ein Wahrscheinlichkeitsverteilungsberechnungsmittel zum Berechnen einer Wahrscheinlichkeitsverteilung des Änderungsbetrags Y des ankommenden Echos, das von jedem Typ des Objekts übertragen wird, berechnet auf der Basis des ankommenden Echos, das die Radarwelle darstellt, die durch das Objekt jeden Typs reflektiert wird und am Sende- und Empfangsmittel (17, 19) ankommt; ein Beurteilungsmittel (30, 31, 32) zum Beurteilen des Typs des Objekts, der die höchste Erzeugungswahrscheinlichkeit von Erzeugungswahrscheinlichkeiten von Typen von Objekten hat, wobei das Objekt, das die höchste Erzeugungswahrscheinlichkeit hat, der Radarwelle entspricht, die reflektiert wird, und das Objekt ist von dem ausgehend das ankommende Echo an dem Sende- und Empfangsmittel (17, 19) ankommt, wobei das ankommende Echo dem Änderungsbetrag Y entspricht, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung jedes Typs von Objekten berechnet wird, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel gespeichert ist, und ein Einstellmittel zum Einstellen des Änderungsbetrags der Signalintensität Y durch einen Betrag einer Fluktuation des ankommenden Echos des Objekts, ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Sendewellenlänge λ der Radarwelle und der vorbestimmten Beobachtungsperiode T_SW, wobei die Bestimmung der Sendewellenlänge λ der Radarwelle und die vorbestimmte Beobachtungsperiode Tsw auf dem Änderungsbetrag Y der Signalintensität P des ankommenden Echos basiert, die durch die Fluktuation eingestellt wird, die durch das Objekt jeden Typs als das Erfassungsobjekt erzeugt wird.
Radarvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel (40) mindestens die Wahrscheinlichkeitsverteilung, die erlangt wird, wenn das Objekt, durch das die Radarwelle reflektiert wird, aus Metall gefertigt ist, und die Wahrscheinlichkeitsverteilung speichert, die erlangt wird, wenn das Objekt, durch das die Radarwelle reflektiert wird, eine Person ist, und das Beurteilungsmittel (30) konfiguriert ist, um eine Person und ein Objekt, das aus Metall gefertigt ist, durch die die Radarwelle reflektiert wird, auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilungen zu unterscheiden, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel gespeichert sind.
Radarvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Beurteilungsmittel (30) die Erzeugungswahrscheinlichkeit des Änderungsbetrags Y, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel (30) auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung für den Typ des Objekts berechnet wird, das dem Änderungsbetrag Y entspricht, berechnet, wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilung in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel (40) gespeichert ist.
Radarvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Radarvorrichtung an einem Fahrzeug angebracht ist; wobei die Radarvorrichtung (1) ferner ein Umgebungsbewertungsmittel (100) zum Bewerten einer Straßenumgebungsinformation eines Bereichs um das Fahrzeug herum aufweist, wobei das Beurteilungsmittel (31) die Wahrscheinlichkeitsverteilung, wenn das Objekt, das dem Änderungsbetrags Y entspricht, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel (31) berechnet wird, das Objekt des Typs ist, das das Erfassungsziel darstellt, das Radarwellen reflektiert, auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel (41) gespeichert ist, und der Straßenumgebungsinformation, die durch das Umgebungsbewertungsmittel (100) geschätzt wird, berechnet, und das Beurteilungsmittel (31) den Typ des Objekts, das dem Änderungsbetrag Y entspricht, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel (31) berechnet wird, auf der Basis der Wahrscheinlichkeit jedes Typs der Objekte, die die Erfassungsziele darstellen, die Radarwellen reflektieren, beurteilt.
Radarvorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, wobei das Beurteilungsmittel (30)die Erzeugungswahrscheinlichkeit berechnet, wenn das Objekt entsprechend dem Änderungsbetrag Y, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel (30) berechnet wird, das Objekt eines Typs ist, das das Erfassungsziel darstellt, das Radarwellen reflektiert, auf der Basis der Wahrscheinlichkeitsverteilung berechnet, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel (40) gespeichert ist, und das Beurteilungsmittel (30) die Wahrscheinlichkeit, wenn das Objekt, das dem Änderungsbetrag Y entspricht, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel (30) berechnet wird, das Objekt des Typs ist, das das Erfassungsziel darstellt, durch Hinzufügen einer Kompensation entsprechend der Straßenumgebungsinformation, die durch das Umgebungsschätzmittel (100) berechnet wird, zur Erzeugungswahrscheinlichkeit berechnet.
Radarvorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, wobei das Umgebungsschätzmittel (100) die Straßenumgebungsinformation entsprechend einer gegenwärtigen Straße, auf der das Fahrzeug fährt, von einer Straßenumgebungsdatenbank erlangt, die Daten speichert, die die Straßenumgebung jedes Bereichs ausdrücken, und das Umgebungsbewertungsmittel (100) bewertet, das die Straßenumgebung des Bereichs, auf dem das Fahrzeug fährt, die Straßenumgebung ist, die durch die erlangte Straßenumgebungsinformation angegeben wird.
Radarvorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, wobei das Umgebungsbewertungsmittel (100) die Straßenumgebung des Bereichs, auf der das Fahrzeug fährt, auf der Basis einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs bewertet.
Radarvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Radarvorrichtung eine Radarvorrichtung ist, die entweder ein FMCW-Verfahren oder ein SFW-Verfahren verwendet.
Radarvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Sende- und Empfangsmittel (17, 19) durch eine Sendeantenne (17) und eine Empfangsantenne (19) gebildet ist, die Sendeantenne (17) die Radarwellen auf der Basis eines FMCW-Verfahrens oder eines SFW-Verfahrens emittiert, und die Empfangsantenne (19) durch mehrere Empfangsantennenelemente (AN_k, wobei k=1, ..., k) gebildet ist, die Echos als die Radarwellen empfangen, die durch die Objekte, die die Erfassungsziele darstellen, reflektiert werden, die Radarvorrichtung (1) ferner ein Schwebungssignalerzeugungsmittel und ein Signalanalysemittel (30) aufweist, wobei das Schwebesignalerzeugungsmittel (25) die empfangenen Signale der ankommenden Echos, die durch jedes der Empfangsantennenelemente in dem Empfangsantennenarray (19) empfangen werden, und das übertragene Signal der Radarwellen, die durch die Sendeantenne (17) emittiert werden, mischt, und das Schwebungssignalerzeugungsmittel (25) für jedes Empfangsantennenelement (AN_k) ein Schwebungssignal erzeugt, das Signalanalysemittel (30) einen Abstand zwischen dem Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung (1) ausgestattet ist, und dem Objekt, durch das die Radarwelle reflektiert wird, und einen Azimut des Objekts auf der Basis des Schwebungssignals für jedes Empfangsantennenelement (AN_k) erfasst, das Erfassungsmittel (30) die Signalintensität der reflektierten Radarwelle, die das ankommende Echo darstellt, das ausgehend von dem Objekt ankommt, für jedes Objekt, das einen unterschiedlichen Abstand und einen Azimut aufweist, auf der Basis des Schwebungssignals von jedem der Empfangsantennenelemente (AN_k), das durch das Schwebungssignalerzeugungsmittel (25) erzeugt wird, erfasst, das Änderungsbetragsberechnungsmittel (30) für jedes Objekt, durch das die Radarwelle reflektiert wird und das das ankommende Echo als die reflektierte Radarwelle emittiert, einen Änderungsbetrag Y der Signalintensität P des gegenwärtig empfangenen Echos entsprechend der vorhergehend berechneten Signalintensität Pb auf der Basis der Signalintensität P des gegenwärtig empfangenen Echos, das von dem Objekt empfangen wird, wobei das Echo durch das Erfassungsmittel (30) erfasst wird, und der vorhergehenden Signalintensität Pb des vorhergehenden Echos berechnet, das von dem Objekt gesendet wird, wobei das vorhergehende Echo durch das Sende- und Empfangsmittel (17, 19) empfangen wird und durch das Erfassungsmittel (30) zu einer Zeit nach einer vorhergehenden Beobachtungsperiode Tsw erfasst wird, die ausgehend von der Empfangszeit des vorhergehend empfangenen ankommenden Echos bis zur Zeit gezählt wird, wenn das Sende- und Empfangsmittel (17, 19) das gegenwärtig ankommende Echo empfangen hat, und das Beurteilungsmittel (30) den Typ des Objekts auf der Basis des Änderungsbetrags Y, der durch das Änderungsbetragsberechnungsmittel (30) berechnet wird und der Wahrscheinlichkeitsverteilung des Typs des Objekts beurteilt, die in dem Wahrscheinlichkeitsverteilungsspeichermittel (40, 41) gespeichert ist.