DE102014118065A1

DE102014118065A1 - Radargerät

Info

Publication number: DE102014118065A1
Application number: DE102014118065.8A
Authority: DE
Inventors: c/o Fujitsu Ten Limited Yoshimura Keishi; c/o Fujitsu Ten Limited Ishimori Hiroyuki
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2015-07-23
Also published as: US20150204971A1; JP2015137915A; JP6313981B2; US9869761B2

Abstract

Für den Fall, dass ein erstes Winkelspitzensignal, das der Prädiktionsposition in der ansteigenden Periode am nächsten liegt, und ein zweites Winkelspitzensignal, das der Prädiktionsposition in der absteigenden Periode am nächsten liegt, eine Paarungsbedingung erfüllen, stellt ein Radargerät (10) eine Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals als Paardatensatz fertig. Für den Fall, dass die Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals die Paarungsbedingung nicht erfüllt, wobei die Vielzahl von Winkelspitzensignalen in dem Prädiktionsgebiet in mindestens einer von den Perioden vorhanden ist, und wobei eine andere Kombination als die Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals eine Neupaarungsbedingung erfüllt, stellt das Radargerät (10) des Weiteren die andere Kombination als Paardatensatz fertig.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Signalprozess, der verwendet wird, um eine Position eines Zielobjekts abzuleiten.
Allgemeiner Stand der Technik
Herkömmlicherweise sendet ein Radargerät, das in einem Fahrzeug eingebaut ist, eine Übertragungswelle von einer Sendeantenne, und eine Empfangsantenne des Radargeräts empfängt eine Reflexionswelle, wobei es sich um die Übertragungswelle handelt, die an einem Punkt eines Objekts (nachstehend als „Zielobjekt” bezeichnet) reflektiert wird. Entsprechend leitet das Radargerät Informationen des Zielobjekts (nachstehend als „Zielobjektinformationen” bezeichnet) ab, wozu eine Position des Zielobjekts im Verhältnis zum Fahrzeug gehört.
Genauer gesagt generiert das Radargerät durch Mischen eines Empfangssignals und eines Sendesignals ein Schwebungssignal, dessen Frequenz sich in einem vorbestimmten Zyklus ändert. Dann verarbeitet das Radargerät das Schwebungssignal unter Verwendung einer schnellen Fourier-Transformierten (FFT), um ein Frequenzspektrum zu generieren. Ein Signal, das über einen vorbestimmten Schwellenwert hinausgeht (nachstehend als „Frequenzspitzensignal” bezeichnet) wird in jeder von einer ansteigenden Periode und einer absteigenden Periode in dem Frequenzspektrum extrahiert. Die ansteigende Periode ist eine Periode, in der eine sich zyklisch ändernde Frequenz eines Sendesignals zunimmt, und eine absteigende Periode ist eine Periode, in der die sich zyklisch ändernde Frequenz des Sendesignals abnimmt. Dann führt das Radargerät eine Paarung aus, die das Frequenzspitzensignal in der ansteigenden Periode und das Frequenzspitzensignal in der absteigenden Periode basierend auf einer vorbestimmten Bedingung paart, und stellt einen Paardatensatz fertig. Das Radargerät leitet einen gefilterten Datensatz ab, der durch Filtern des Paardatensatzes, der in dem aktuellen Prozess fertiggestellt wird, und des Paardatensatzes in einem vorherigen Prozess in einem vorbestimmten Verhältnis erzielt wird. Die beiden zu filternden Paardatensätze weisen die größte Wahrscheinlichkeit auf, mit demselben Reflexionspunkt verknüpft zu sein.
Als nächstes leitet das Radargerät ein Prädiktionsspitzensignal basierend auf dem abgeleiteten gefilterten Datensatz ab. Das Prädiktionsspitzensignal ist eine Prädiktion des Frequenzspitzensignals in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode, die in einem nächsten Prozess zu verarbeiten sind. Das Prädiktionsspitzensignal umfasst Parameter, wie etwa eine Prädiktionsfrequenz und einen Prädiktionswinkel. Mit anderen Worten stellt das Prädiktionsspitzensignal eine Prädiktionsposition des Zielobjekts dar, die in dem nächsten Prozess abgeleitet wird.
Basierend auf der Prädiktionsfrequenz des Prädiktionsspitzensignals extrahiert das Radargerät in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode das Frequenzspitzensignal, das eine zeitliche Kontinuität mit dem gefilterten Datensatz aufweist (nachstehend als „History-Spitzensignal” bezeichnet).
Des Weiteren führt das Radargerät einen Prozess des Berechnens der Peilungen der History-Spitzensignale in der ansteigenden Periode und in der absteigenden Periode aus. Als Ergebnis des Prozesses des Berechnens der Peilung wird ein Winkelspektrum abgeleitet. Das Radargerät leitet ein Spitzensignal, das über einen vorbestimmten Schwellenwert hinausgeht (nachstehend als „Winkelspitzensignal” bezeichnet), in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode in dem Winkelspektrum ab. Beispielsweise werden drei oder weniger Winkelspitzensignale von einem History-Spitzensignal abgeleitet.
Das Radargerät führt einen Prozess des Paarens des Winkelspitzensignals in der ansteigenden Periode und des Winkelspitzensignals in der absteigenden Periode basierend auf einem Prädiktionswinkel des Prädiktionsspitzensignals aus. Genauer gesagt wählt das Radargerät ein Winkelspitzensignal, das einen Winkel aufweist, der dem Prädiktionswinkel in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode am nächsten liegt, als Kandidat für eine Kombination aus. Dann stellt das Radargerät für den Fall, dass eine Signalpegeldifferenz zwischen den Kandidaten-Winkelspitzensignalen für die Kombination gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, die Kombination dieser Winkelspitzensignale als ein Paar Winkelspitzensignale fertig, die mit demselben Reflexionspunkt verknüpft sind, mit dem ein Zielobjektdatensatz, der in einem früheren Prozess abgeleitet wurde, verknüpft ist (nachstehend als „History-Paardatensatz” bezeichnet).
Basierend auf den gefilterten Daten, die durch Filtern des History-Paardatensatzes und des Zielobjekt-Datensatzes, der in dem früheren Prozess abgeleitet wurde, der mit demselben Reflexionspunkt verknüpft ist wie der History-Paardatensatz, in einem vorbestimmten Verhältnis erzielt werden, leitet das Radargerät einen Abstand von dem Fahrzeug zu dem Zielobjekt, einen Winkel des Zielobjekts zum Fahrzeug und eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts zum Fahrzeug ab. Das Radargerät gibt eine Position und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts an einen Fahrzeug-Controller aus. Entsprechend führt der Fahrzeug-Controller eine notwendige Fahrzeugsteuerung in Abhängigkeit von der Position und der relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts aus.
In dem Prozess des Paarens der Winkelspitzensignale in der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode für den Fall, dass die Signalpegeldifferenz zwischen den Winkelspitzensignalen über den vorbestimmten Wert hinausgeht, stellt das Radargerät jedoch die Kombination der Spitzensignale als History-Paardatensatz nicht fertig, weil für den Fall, dass die Signalpegeldifferenz zwischen den Winkelspitzensignalen in der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode in dem Paar über den vorbestimmten Wert hinausgeht, eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Winkelspitzensignale in der Kombination mit unterschiedlichen Reflexionspunkten verknüpft sind.
Obwohl hier die Winkelspitzensignale, die dem Prädiktionswinkel in den Perioden am nächsten liegen, gepaart werden, besteht ein Grund dafür, dass die Signalpegeldifferenz über den vorbestimmten Wert hinausgeht, darin, dass die Reflexionswelle des Winkelspitzensignals in der ansteigenden Periode an einem anderen Reflexionspunkt reflektiert wird als an einem Reflexionspunkt, an dem die Reflexionswelle der Winkelspitze in der absteigenden Periode reflektiert wird.
Zwischen dem Zeitpunkt, an dem das Radargerät die Reflexionswelle empfängt, die dem Winkelspitzensignal in der ansteigenden Periode entspricht, und dem Zeitpunkt, an dem das Radargerät die Reflexionswelle empfängt, die dem Winkelspitzensignal in der absteigenden Periode entspricht, besteht ein Zeitunterschied von einigen Millisekunden. Während dieser einigen Millisekunden bewegt sich mindestens eines von dem Fahrzeug und dem Zielobjekt derart, dass sich eine Position des Zielobjekts zum Fahrzeug ändert. Daher werden die Reflexionswellen, die den Winkelspitzensignalen in der ansteigenden Periode und in der absteigenden Periode entsprechen, an verschiedenen Reflexionspunkten reflektiert. Des Weiteren empfängt das Radargerät die Reflexionswellen, die an mehreren Reflexionspunkten auf einem Fahrzeug reflektiert werden, das vor einem Trägerfahrzeug auf einer Verkehrsspur fährt (nachstehend als „vorausfahrendes Fahrzeug” bezeichnet), auf der das Trägerfahrzeug fährt. Für den Fall, dass die Anzahl der mehreren Reflexionspunkte über eine maximale Anzahl hinausgeht, für die das Radargerät die Peilungen der Winkelspitzensignale berechnen kann, wird zwischen den Winkeln der Winkelspitzensignale, die von dem Radargerät abgeleitet werden, und den tatsächlichen Winkeln der Zielobjekte ein geringfügiger Unterschied verursacht.
Für den Fall, dass das Radargerät den History-Paardatensatz nicht ableiten kann, leitet das Radargerät einen Prädiktionsdatensatz ab, wobei es sich um einen History-Paardatensatz handelt, der basierend auf dem Zielobjekt-Datensatz vorhergesagt wird, der in dem vorhergehenden Prozess abgeleitet wurde. Dann führt das Radargerät einen Prozess des Ersetzens des Prädiktionsdatensatzes durch den History-Paardatensatz (nachstehend als „Extrapolationsprozess” bezeichnet) aus. Der Extrapolationsprozess wird jedoch basierend auf dem Prädiktionsdatensatz und nicht basierend auf einem tatsächlich abgeleiteten Datensatz ausgeführt. Daher kann eine abgeleitete Position des Zielobjekts anders als eine tatsächliche Position sein, so dass der Fahrzeug-Controller, der das Fahrzeug steuert, eventuell keine richtige Steuerung ausführt, falls der Fahrzeug-Controller die Fahrzeugsteuerung ausführt, indem er Positionsinformationen des Zielobjekts erzielt, die von dem Radargerät ausgegeben werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Radargerät in einem Fahrzeug eingebaut und konfiguriert, um eine Reflexionswelle zu empfangen, die an einem Zielobjekt reflektiert wird, und um eine Position des Zielobjekts abzuleiten. Bei dem Radargerät leitet ein Ableitungsteil ein Prädiktionsspitzensignal in jeder von einer ansteigenden Periode, in der eine Frequenz eines Sendesignals zunimmt, und in einer absteigenden Periode, in der die Frequenz des Sendesignals abnimmt, ab, wobei sich die Frequenz des Sendesignals in einem vorbestimmten Zyklus ändert; ein Einstellteil stellt ein Prädiktionsgebiet ein, das einen vorbestimmten Bereich aufweist, der basierend auf einer Prädiktionsposition eines Winkelspitzensignals in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode basierend auf dem Prädiktionsspitzensignal definiert ist; ein Bestimmungsteil bestimmt, ob eine Vielzahl der Winkelspitzensignale in dem Prädiktionsgebiet in mindestens einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden ist oder nicht; und für den Fall, dass ein erstes Winkelspitzensignal, das der Prädiktionsposition in der ansteigenden Periode am nächsten liegt, und ein zweites Winkelspitzensignal, das der Prädiktionsposition in der absteigenden Periode am nächsten liegt, eine Paarungsbedingung erfüllen, stellt ein Paarungsteil eine Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals als Paardatensatz fertig, und für den Fall, dass die Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals die Paarungsbedingung nicht erfüllt, wenn die Vielzahl von Winkelspitzensignalen in dem Prädiktionsgebiet in mindestens einer der Perioden vorhanden ist, und wenn eine andere Kombination als die Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals eine Neupaarungsbedingung erfüllt, stellt der Paarungsteil die unterschiedliche Kombination als Paardatensatz fertig. Selbst für den Fall, dass die Vielzahl von Zielobjekt-Datensätzen in dem Prädiktionsgebiet [vorhanden ist], kann das Radargerät eine Kombination der Winkelspitzensignale, welche die größte Wahrscheinlichkeit aufweisen, mit demselben Reflexionspunkt verknüpft zu sein, als History-Paardatensatz fertigstellen. Somit kann die Verwendung des Extrapolationsprozesses reduziert werden, und eine tatsächliche Position des Zielobjekts kann abgeleitet werden.
Des Weiteren umfasst das Radargerät gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung einen Detektor, der detektiert, ob die Kombination der Winkelspitzensignale in einer kurzen Reichweite vorhanden ist oder nicht, wobei es sich um einen Bereich in relativ geringer Entfernung von dem Fahrzeug handelt, und zwar in einem aktuellen Verkehrsspurgebiet, wobei es sich um einen Bereich einer aktuellen Verkehrsspur handelt, auf der das Fahrzeug fährt, und für den Fall, dass die Kombination der Winkelspitzensignale in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet vorhanden ist, stellt der Paarungsteil die unterschiedliche Kombination als Paardatensatz fertig. Das Radargerät kann die Verarbeitungslast reduzieren, die durch die Ableitung von Zielobjektinformationen verursacht wird, und kann das Fertigstellen einer falschen Kombination eines Winkelspitzensignals auf der aktuellen Verkehrsspur und eines Winkelspitzensignals auf einer nächsten Verkehrsspur als Paardatensatz verhindern. Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Technik bereitzustellen, die den Extrapolationsprozess minimiert und die eine Kombination der Winkelspitzensignale, welche die größte Wahrscheinlichkeit aufweisen, mit demselben Reflexionspunkt verknüpft zu sein, als History-Paardatensatz fertigstellt.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung besser ersichtlich werden, wenn sie zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen gesehen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems einer ersten Ausführungsform;
2 Übertragungsbereiche von Übertragungswellen von Sendeantennen;
3 ein Schwebungssignal, das basierend auf einem Sendesignal und einem Empfangssignal abgeleitet wird;
4 ein Ablaufschema eines Prozesses des Ableitens von Zielobjektinformationen, der von einem Signalprozessor ausgeführt wird;
5 ein Ablaufschema eines Prozesses des Ableitens von Zielobjektinformationen, der von einem Signalprozessor ausgeführt wird;
6 Einzelheiten des ESPRIT-Prozesses;
7 ein Ablaufschema, das einen History-Paarungsprozess, einen Paarungsprozess für ein stehendes Zielobjekt und einen zusätzlichen Paarungsprozess erklärt;
8A eine History-Spitzenextraktion in einer ansteigenden Periode;
8B eine History-Spitzenextraktion in einer absteigenden Periode;
9A die Ableitung eines Winkelspitzensignals in einem Prädiktionswinkelbereich und eine Auswahl eines Winkelspitzensignals, das einen Winkel aufweist, der einem Prädiktionswinkel in einer ansteigenden Periode am nächsten liegt;
9B die Ableitung eines Winkelspitzensignals in einem Prädiktionswinkelbereich und eine Auswahl eines Winkelspitzensignals, das einen Winkel aufweist, der einem Prädiktionswinkel in einer absteigenden Periode am nächsten liegt;
10 ein Ablaufschema, das einen History-Paarungsprozess erklärt;
11 eine Kombination von Winkelspitzensignalen, die Winkel aufweisen, die einem Prädiktionswinkel am nächsten liegen;
12 eine Kombination einer Winkeldifferenz, welche die kleinste ist, und deren Winkelsignalpegel-Differenz gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist;
13 ein Prädiktionsgebiet, in dem ein Winkelspitzensignal in relativ naher Entfernung vorhanden ist;
14 ein Prädiktionsgebiet, in dem ein Winkelspitzensignal in relativ weiter Entfernung vorhanden ist;
15 eine Situation, in der sich ein Winkelbereich verengt, je größer ein Längsabstand eines Winkelspitzensignals wird;
16 ein Ablaufschema eines Prozesses, der bei einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird;
17A ein Blockschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems in einer dritten Ausführungsform;
17B ein aktuelles Verkehrsspurgebiet, das ein Objektsignal zur Neupaarung umfasst;
18 ein Ablaufschema eines Prozesses, der in der dritten Ausführungsform ausgeführt wird;
19A ein Blockschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems bei einer vierten Ausführungsform;
19B eine Situation, in der ein Winkelspitzensignal eines Fahrzeugs in der Nähe in einem Prädiktionsgebiet einer Verkehrsspurkurve enthalten ist;
20 eine Auswahl eines Kandidaten für einen Prozess der Neupaarung, der basierend auf einem relativen seitlichen Abstand ausgeführt wird;
21 ein Ablaufschema eines Prozesses, der bei der vierten Ausführungsform ausgeführt wird;
22 Kandidaten-Kombinationen von Winkelspitzensignalen in einem Prädiktionsgebiet in einer ansteigenden Periode und Winkelspitzensignalen in einem Prädiktionsgebiet in einer absteigenden Periode;
23 ein Ablaufschema eines Prozesses, der bei einer fünften Ausführungsform ausgeführt wird;
24A ein Blockschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems einer sechsten Ausführungsform;
24B eine Situation, bei der Prädiktionsgebiete in einer ansteigenden Periode und einer absteigenden Periode in eine Vielzahl von Flächen unterteilt werden; und
25 ein Ablaufschema eines Prozesses, der bei einer sechsten Ausführungsform ausgeführt wird.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt.
1. System Blockschaltbild
1-1. Gesamtaufbau
1 ist ein Blockschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems 1. Das Fahrzeugsteuersystem 1 steuert das Fahren eines Trägerfahrzeugs und umfasst ein Radargerät 10, einen Fahrzeug-Controller 20, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21, einen Lenkradsensor 22, eine Drosselklappe 23 und eine Bremse 24. Das Radargerät 10 ist elektrisch an den Fahrzeug-Controller 20 angeschlossen. Der Fahrzeug-Controller 20 ist elektrisch an den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21, den Lenkradsensor 22, die Drosselklappe 23 und die Bremse 24 angeschlossen.
Der Fahrzeug-Controller 20 führt die Fahrzeugsteuerung basierend auf den Informationen eines Zielobjekts (Zielobjektinformationen) aus, die eine Position und eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts umfassen, die von dem Radargerät 10 empfangen werden. Beispielsweise führt der Fahrzeug-Controller 20 eine Abstandsregelung (ACC) aus, um einem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, basierend auf den Zielobjektinformationen des vorausfahrenden Fahrzeugs, wobei er einen Zwischenfahrzeugabstand zwischen dem Trägerfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug in einer vorbestimmten Entfernung einhält.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21 gibt basierend auf den Umdrehungen einer Radachse des Fahrzeugs ein Signal aus, das einer Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs entspricht, an den Fahrzeug-Controller 20 aus. Der Fahrzeug-Controller 20 leitet eine aktuelle Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs basierend auf dem Signal, das von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21 ausgegeben wird, ab.
Der Lenkradsensor 22 leitet einen Drehwinkel eines Lenkrads ab, das von einem Fahrer des Trägerfahrzeugs gedreht wird, und gibt dann Informationen über den Drehwinkel an den Fahrzeug-Controller 20 aus. Der Fahrzeug-Controller 20 leitet einen Wert eines Krümmungsradius einer aktuellen Verkehrsspur, auf der das Trägerfahrzeug gerade fährt, basierend auf den Informationen, die von dem Lenkradsensor 22 erzielt werden, ab.
Die Drosselklappe 23 erhöht die Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs basierend auf einer Einwirkung des Fahrers des Trägerfahrzeugs. Des Weiteren erhöht die Drosselklappe 23 die Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs basierend auf einer Steuerung, die durch den Fahrzeug-Controller 20 ausgeführt wird. Beispielsweise während der ACC erhöht die Drosselklappe 23 die Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs, um einen Abstand zwischen dem Trägerfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem Trägerfahrzeug auf der aktuellen Verkehrsspur fährt, auf einem konstanten Wert zu halten.
Die Bremse 24 verringert die Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs basierend auf einer Einwirkung des Fahrers des Trägerfahrzeugs. Des Weiteren verringert die Bremse 24 die Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs basierend auf der Steuerung, die von dem Fahrzeug-Controller 20 ausgeführt wird. Beispielsweise während der ACC verringert die Drosselklappe 23 die Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs, um den Abstand zwischen dem Trägerfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem Trägerfahrzeug auf der aktuellen Verkehrsspur fährt, auf dem konstanten Wert zu halten.
Als nächstes wird das Radargerät 10 erklärt. Das Radargerät 10 umfasst eine Antenne 101, einen Mischer 13 (von 13a bis 13d), einen Analog/Digital-(AD)Wandler 14 (von 14a bis 14d), einen Signalgenerator 15, einen Oszillator 16, einen Schalter SW, einen Speicher 17 und einen Signalprozessor 18.
Die Antenne 101 umfasst eine Sendeantenne 11 und eine Empfangsantenne 12. Die Sendeantenne 11 umfasst eine Sendeantenne 11a und eine Sendeantenne 11b. Die Sendeantenne 11a und die Sendeantenne 11b werden in einem vorbestimmten Zyklus umgeschaltet. Somit gibt mindestens eine der beiden Sendeantennen eine Übertragungswelle aus.
Die Empfangsantenne 12 umfasst vier Empfangsantennen 12a, 12b, 12c und 12d. Die vier Empfangsantennen empfangen Reflexionswellen, die von dem Zielobjekt reflektiert werden, und geben Empfangssignale der empfangenen Wellen an die Mischer 13 aus.
1-2. Übertragungsbereich
Die Übertragungsbereiche der Sendeantenne 11a und der Sendeantenne 11b werden mit Bezug auf 2 erklärt. 2 zeigt die Übertragungsbereiche der Übertragungswellen von der Sendeantenne 11a und der Sendeantenne 11b. Die Richtungen werden durch die X-, Y- und Z-Koordinatenachsen in 2 beschrieben. Die X-, Y- und Z-Koordinatenachsen sind im Verhältnis zu einem Trägerfahrzeug CA (nachstehend als „Fahrzeug CA” bezeichnet) festgelegt. Die X-Achse entspricht einer Breitenrichtung des Fahrzeugs CA, und die Y-Achse entspricht einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs CA. Des Weiteren entspricht die Z-Achse einer Höhenrichtung (Richtung, welche die Höhe eines Fahrzeugs zeigt) des Fahrzeugs CA. 2 bildet eine nach unten blickende Ansicht (–Z-Seite) von einem Punkt oberhalb (+Z-Seite) des Fahrzeugs CA in der Höhenrichtung (Z-Achsenrichtung) ab.
Ein Übertragungsbereich Tr1 zeigt eine Reichweite der Übertragungswelle, die von der Sendeantenne 11a ausgegeben wird. Eine Übertragungsachse Ce, die im Wesentlichen durch die Mitte des Übertragungsbereichs Tr1 geht, zeigt eine Übertragungsrichtung der Übertragungswelle. Angesichts der Tatsache, dass die Übertragungsachse Ce ±0 Grad beträgt, beträgt ein waagerechter Winkel des Übertragungsbereichs Tr1 ungefähr ±7 Grad, d. h. ungefähr 14 Grad, zur Übertragungsachse Ce. Des Weiteren beträgt ein Übertragungsabstand der Übertragungswelle ungefähr 150 m. Für den Fall, dass sich das Fahrzeug CA im Wesentlichen in der Mitte einer aktuellen Verkehrsspur RC befindet, umfasst ein waagerechter Winkelbereich des Übertragungsbereichs Tr1 eine Breite (ungefähr 3,6 m) der aktuellen Verkehrsspur RC.
Ein Übertragungsbereich Tr2 zeigt eine Reichweite der Übertragungswelle, die von der Sendeantenne 11b ausgegeben wird. Angesichts der Tatsache, dass die Übertragungsachse Ce ±0 Grad beträgt, beträgt ein waagerechter Winkel des Übertragungsbereichs Tr2 ungefähr ±30 Grad, d. h. ungefähr 60 Grad, zur Übertragungsachse Ce. Des Weiteren beträgt ein Übertragungsabstand der Übertragungswelle ungefähr 70 m. Für den Fall, dass sich das Fahrzeug CA im Wesentlichen in der Mitte der aktuellen Verkehrsspur RC befindet, umfasst ein waagerechter Winkelbereich des Übertragungsbereichs Tr2 eine Breite (ungefähr 10,8 m) der aktuellen Verkehrsspur RC, einer linken Verkehrsspur RL, die eine Verkehrsspur links von der aktuellen Verkehrsspur RC ist, und einer rechten Verkehrsspur RR, die eine Verkehrsspur rechts von der aktuellen Verkehrsspur RC ist.
Die Übertragungswellen, die von der Sendeantenne 11b ausgegeben werden, werden verwendet, um eine Peilung des Zielobjekts bei der Peilungsberechnung des Zielobjekts, die später beschrieben wird, richtig abzuleiten, selbst wenn ein Phasenphantom auftritt. Dabei bezieht sich der Begriff „Phasenphantom” auf ein Phänomen, bei dem auf Grund einer 360-Grad-Drehung einer Phase der Reflexionswelle vom Zielobjekt ein anderer Winkel als ein wirklicher Winkel des Zielobjekts abgeleitet wird. Selbst für den Fall, dass das Phasenphantom auftritt, leitet das Radargerät 10 einen genauen Winkel des Zielobjekts basierend auf einer Differenz der Empfangspegel von zwei Reflexionswellen ab, von denen eine die Übertragungswelle ist, die am Zielobjekt reflektiert wird, nachdem sie an den Übertragungsbereich Tr1 übertragen wurde, und von denen die andere die Übertragungswelle ist, die am Zielobjekt reflektiert wird, nachdem sie an den Übertragungsbereich Tr2 übertragen wurde.
Zurück mit Bezug auf 1 umfasst der Mischer 13 die vier Mischer 13a, 13b, 13c und 13d. Jeder der vier Mischer ist elektrisch an jede der Empfangsantennen angeschlossen, und alle vier Empfangsantennen sind elektrisch an den Mischer 13 angeschlossen. Der Mischer 13 mischt das Empfangssignal, das der Reflexionswelle entspricht, die von der Empfangsantenne 12 empfangen wird, mit einem Sendesignal, das der Übertragungswelle entspricht. Mit anderen Worten leitet der Mischer 13 ein Schwebungssignal ab, das ein Signal einer Differenz zwischen dem Empfangssignal und 12 dem Sendesignal ist. Das abgeleitete Schwebungssignal wird an den AD-Wandler 14 ausgegeben.
Der AD-Wandler 14 umfasst die vier AD-Wandler 14a, 14b, 14c und 14d. Jeder der vier AD-Wandler ist elektrisch an jede der Empfangsantennen über den Mischer angeschlossen, und alle vier Empfangsantennen sind elektrisch an den AD-Wandler über den Mischer angeschlossen. Der AD-Wandler 14 wandelt ein analoges Signal, das von dem Mischer 13 eingegeben wird, in ein digitales Signal um. Genauer gesagt tastet der AD-Wandler 14 ein analoges Schwebungssignal in einem vorbestimmten Zyklus ab. Dann quantisiert der AD-Wandler 14 das abgetastete analoge Schwebungssignal und wandelt es in ein digitales Schwebungssignal um und gibt das umgewandelte digitale Schwebungssignal an den Signalprozessor 18 aus.
Der Signalgenerator 15 generiert ein Dreieckwellensignal zur Modulation auf den Oszillator 16 und gibt dieses aus. Der Oszillator 16 moduliert die Frequenzen eines Millimeterwellensignals (z. B. 76,5 GHz), um das Signal in ein Dreieckwellensignal umzuwandeln, und gibt das Dreieckwellensignal über den Schalter SW an die Sendeantenne 11 aus.
Der Schalter SW schließt elektrisch eine von der Sendeantenne 11a und der Sendeantenne 11b an den Oszillator 16 an. Mit anderen Worten schaltet der Schalter SW den Anschluss an den Oszillator 16 zwischen einer der beiden Sendeantennen (z. B. der Sendeantenne 11a) und der anderen Antenne (z. B. der Sendeantenne 11b) um. Der Schalter SW schaltet den Anschluss beispielsweise alle 5 ms um.
1-3. Erklärung der einzelnen Signale
Als nächstes werden das Sendesignal, das Empfangssignal und das Schwebungssignal, die zuvor erwähnt wurden, mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt.
3 bildet ein Schwebungssignal BS ab, das basierend auf einem Sendesignal TS und einem Empfangssignal RS abgeleitet wird. Diese sind in 3 durch die Symbole und die nachstehend erklärten mathematischen Formeln dargestellt. Eine Mittenfrequenz der Übertragungswelle wird als F₀ dargestellt. Ein Frequenzverschiebungsbereich wird als ΔF dargestellt. Ein multiplikativer Kehrwert eines Zyklus, in der eine Frequenz an- und absteigt, wird als f_m dargestellt. Eine Lichtgeschwindigkeit (eine Geschwindigkeit einer Radiowelle) wird als c dargestellt. Eine Laufzeit für einen Umlauf der Radiowelle zwischen dem Fahrzeug CA und dem Zielobjekt wird als T dargestellt. Eine Sendefrequenz oder eine Empfangsfrequenz wird als f_s dargestellt. Ein Abstand wird als R dargestellt, und eine relative Geschwindigkeit wird als V dargestellt.
Eine obere Grafik in 3 zeigt Signalwellenformen des Sendesignals TS und des Empfangssignals RS. Eine mittlere Grafik in 3 zeigt Schwebungsfrequenzen, die durch Frequenzdifferenzen zwischen dem Sendesignal TS und dem Empfangssignal RS verursacht werden. Eine untere Grafik in 3 zeigt das Schwebungssignal BS, das einem Signalpegel der Schwebungsfrequenz entspricht.
Eine Längsachse und eine waagerechte Achse der oberen Grafik in 3 stellen jeweils die Frequenz [GHz] und die Zeit [ms] dar. Das Sendesignal TS in der oberen Grafik wiederholt eine Änderung in einem Bereich von 200 MHz in einem spezifischen Muster, in dem das Sendesignal TS auf eine erste Frequenz (z. B. 76,6 GHz) ansteigt und auf eine zweite Frequenz (z. B. 76,4 GHz) absteigt, wobei die Mittenfrequenz f₀ ist (z. B. 76,5 GHz).
Das Sendesignal TS weist eine Periode auf, in der eine Frequenz des Sendesignals TS auf die erste Frequenz ansteigt (nachstehend als „ansteigende Periode” bezeichnet). Beispielsweise sind eine Periode U1 (ein Zeitraum von t0 bis t1) und eine Periode U2 (ein Zeitraum von t2 bis t3) die ansteigenden Perioden. Des Weiteren weist das Sendesignal TS eine Periode auf, in der die Frequenz des Sendesignals TS auf die zweite Frequenz absteigt (nachstehend als „absteigende Periode” bezeichnet). Beispielsweise sind eine Periode D1 (ein Zeitraum von t1 bis t2) und eine Periode D2 (ein Zeitraum von t3 bis t4) die absteigenden Perioden. Ferner ist eine erste Sendeperiode T × 1 (ein Zeitraum von t0 bis t2) eine Periode, in der die Sendeantenne 11a die Übertragungswelle sendet, und eine zweite Sendeperiode T × 2 (ein Zeitraum von t2 bis t4) ist eine Periode, in der die Sendeantenne 11 die Übertragungswelle sendet.
Eine Signalverarbeitungsperiode T × 3 (ein Zeitraum von t4 bis t5) ist eine Periode, in welcher der Signalprozessor 18 die Zielobjektinformationen basierend auf dem Sendesignal TS und dem Empfangssignal RS ableitet. Wie das Sendesignal TS weist auch das Empfangssignal RS eine ansteigende Periode, in der die Frequenz ansteigt, und eine absteigende Periode, in der die Frequenz absteigt, auf.
Es besteht eine Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, an dem die Sendeantenne 11 die Übertragungswelle sendet, und an dem die Empfangsantenne 12 die Reflexionswelle der Übertragungswelle, die an dem Zielobjekt reflektiert wird, je nach einer Entfernung von dem Fahrzeug CA zum Zielobjekt empfängt. Mit anderen Worten besteht eine Zeitdifferenz (Zeit T) zwischen dem Zeitpunkt, an dem die Übertragungswelle ausgegeben wird, nachdem das Radargerät 10 das Sendesignal TS empfangen hat, und an dem das Empfangssignal RS generiert wird, nachdem das Radargerät 10 die Reflexionswelle empfangen hat. Für den Fall, dass eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs CA anders als eine Geschwindigkeit des Zielobjekts ist, wird des Weiteren eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal TS und dem Empfangssignal RS durch die Differenz zwischen den Geschwindigkeiten verursacht.
Eine Längsachse und eine waagerechte Achse der mittleren Grafik in 3 stellen jeweils die Frequenz [kHz] und die Zeit [ms] dar. Eine Schwebungsfrequenz BF in der Grafik stellt Differenzen zwischen dem Sendesignal TS und dem Empfangssignal RS in den ansteigenden Perioden und auch zwischen dem Sendesignal TS und dem Empfangssignal RS in den absteigenden Perioden dar.
Eine Längsachse und eine waagerechte Achse der unteren Grafik in 3 stellen jeweils die Amplitude [V] und die Zeit [ms] dar. Das Schwebungssignal BS in der Grafik stellt die Variationen der Frequenz und der Amplitude zu jedem Zeitpunkt dar. Das analoge Schwebungssignal BS wird von dem AD-Wandler 14 in ein digitales Schwebungssignal umgewandelt.
Zurück mit Bezug auf 1 speichert der Speicher 17 ein Ausführungsprogramm für diverse arithmetische Verarbeitungen, die von dem Signalprozessor 18 ausgeführt werden. Des Weiteren speichert der Speicher 17 mehrere Zielobjektinformationen, die von dem Signalprozessor 18 abgeleitet werden. Der Speicher 17 speichert beispielsweise Zielobjektinformationen 17a, die in einem vorherigen Prozess und einem aktuellen Prozess abgeleitet werden. Der vorherige Prozess und der aktuelle Prozess sind zeitlich aufeinanderfolgende Prozesse. Die Zielobjektinformationen 17a umfassen eine Position und die Geschwindigkeit des Zielobjekts. Die Positionsinformationen umfassen den Abstand von dem Zielobjekt zu einem Punkt, an dem die Empfangsantenne 12 die Reflexionswelle empfängt, die an dem Zielobjekt reflektiert wird (nachstehend als „Längsabstand” bezeichnet), und auch einen Abstand von dem Zielobjekt zur Übertragungsachse Ce in einer seitlichen Richtung (Fahrzeugbreitenrichtung) (nachstehend als „seitlicher Abstand” bezeichnet). Der seitliche Abstand wird von dem Signalprozessor 18 abgeleitet, der unter Verwendung von trigonometrischen Funktionen einen Winkel des Zielobjekts berechnet. Des Weiteren umfasst die Geschwindigkeit eine absolute Geschwindigkeit und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts zum Fahrzeug CA.
Der Signalprozessor 18 leitet die Zielobjektinformationen basierend auf dem vorhergehenden Schwebungssignal BS ab, das basierend auf dem Sendesignal TS und dem Empfangssignal RS abgeleitet wird. Der Signalprozessor 18 umfasst einen Ableitungsteil 18a, einen Einstellteil 18b, einen Bestimmungsteil 18c und einen History-Paarungsteil 18d und führt diverse Funktionen aus. Mit Bezug auf die Prozessablaufschemata in 4 und 5 werden nachstehend die diversen Funktionen erklärt, die von dem Signalprozessor 18 ausgeführt werden.
2. Prozessablaufschemata
2-1. Gesamter Prozess
4 und 5 bilden die Ablaufschemata eines Prozesses des Ableitens der Zielobjektinformationen ab, die von dem Signalprozessor 18 ausgeführt werden. Der Signalprozessor 18 gibt ein Steuersignal an den Signalgenerator 15 aus, um die Übertragungswelle zu generieren (Schritt S101). Der Signalgenerator 15 generiert die Übertragungswelle, die dem Sendesignal TS entspricht, basierend auf dem Befehlssignal von dem Signalprozessor 18. Die generierte Übertragungswelle wird außerhalb des Fahrzeugs CA ausgegeben.
Die Empfangsantenne 12 empfängt die Reflexionswelle, welche die Übertragungswelle ist, die von dem Zielobjekt reflektiert wird, und gibt das Empfangssignal RS an den Mischer 13 aus. Das Empfangssignal RS wird von dem Mischer 13 mit dem Sendesignal TS gemischt, und das Schwebungssignal, welches das Signal der Differenz zwischen dem Sendesignal TS und dem Empfangssignal RS ist, wird generiert. Das analoge Schwebungssignal BS wird von dem AD-Wandler 14 in das digitale Schwebungssignal BS umgewandelt und wird an den Signalprozessor 18 ausgegeben.
Der Signalprozessor 18 verarbeitet das digitale Schwebungssignal BS in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode unter Verwendung einer FFT (Schritt S102). Daraufhin erzielt der Signalprozessor 18 ein Frequenzspektrum, das einen Signalpegelwert und Phaseninformationen für jede Frequenz mit Bezug auf das Schwebungssignal BS in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode umfasst. Des Weiteren wird das Frequenzspektrum jeder der Empfangsantennen 12a bis 12d erzielt.
Der Signalprozessor 18 führt einen „Spitzensignalextraktions-” Prozess zum Extrahieren eines Signals, dessen Signalpegel über eine vorbestimmte Schwelle im Frequenzspektrum hinausgeht, als Frequenzspitzensignal aus (Schritt S103). Des Weiteren wird in dem Spitzensignalextraktions-Prozess das Frequenzspitzensignal in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode extrahiert und die Anzahl der Frequenzspitzensignale wird bestimmt.
Der Signalprozessor 18 führt einen „History-Spitzenextraktions-” Prozess des Extrahierens des Frequenzspitzensignals des Zielobjekts in dem aktuellen Prozess aus, der mit dem Reflexionspunkt verknüpft ist, mit dem ein Zielobjekt-Datensatz, der in dem vorherigen Prozess abgeleitet wird, ebenfalls verknüpft ist, und der eine zeitliche Kontinuität mit dem Zielobjekt-Datensatz unter den Frequenzspitzensignalen aufweist, die in dem Spitzenextraktions-Prozess extrahiert werden (Schritt S104). Der History-Spitzenextraktions-Prozess wird später ausführlich beschrieben.
Als nächstes extrahiert der Signalprozessor 18 ein Frequenzspitzensignal, das einem stehenden Zielobjekt entspricht (nachstehend als „Spitzensignal eines stehenden Zielobjekts” bezeichnet) (Schritt S105). Für den Fall, dass ein Frequenzspitzensignal in der ansteigenden Periode und ein Frequenzspitzensignal in der absteigenden Periode als Kandidaten für eine Kombination ausgewählt werden, ist das Spitzensignal eines stehenden Zielobjekts ein Spitzensignal, das eine relative Geschwindigkeit aufweist, die im Wesentlichen die gleiche ist wie die Geschwindigkeit des Fahrzeugs CA. Des Weiteren ist das stehende Zielobjekt ein Zielobjekt, das eine relative Geschwindigkeit aufweist, die im Wesentlichen die gleiche ist wie die Geschwindigkeit des Fahrzeugs CA. Des Weiteren bewegt sich ein fahrendes Zielobjekt auf einer bestimmten Geschwindigkeit und weist eine relative Geschwindigkeit auf, die anders als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs CA ist.
Der Signalprozessor 18 führt eine arithmetische Verarbeitung in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode unter Verwendung eines vorbestimmten Algorithmus für die Peilungsberechnung basierend auf dem Frequenzspitzensignal aus (Schritt S106). Ein Beispiel des Algorithmus für die Peilungsberechnung ist die Schätzung von Signalparametern über Rotationsinvarianz-Techniken (ESPRIT). Der Signalprozessor 18 leitet einen Winkel θ_up eines Winkelspitzensignals in der ansteigenden Periode und einen Winkel θ_dn eines Winkelspitzensignals in der absteigenden Periode unter Verwendung von ESPRIT ab. Der Signalprozessor 18 leitet einen Winkel θ_m des Zielobjekts basierend auf einer nachstehenden Formel (1) ab, indem er das Winkelspitzensignal in der ansteigenden Periode und das Winkelspitzensignal in der absteigenden Periode paart.
Formel 1

θm = θup + θdn / 2 (1)

Das Winkelspitzensignal wird basierend auf dem Frequenzspitzensignal abgeleitet und geht über einen vorbestimmten Schwellenwert in einem Winkelspektrum hinaus. Das Winkelspektrum wird durch einen Prozess des Berechnens der Peilung des Frequenzspitzensignals abgeleitet. Drei oder weniger Winkelspitzensignale können von einem Frequenzspitzensignal abgeleitet werden.
2-2. Berechnung der Peilung mit ESPRIT
Es wird ein Prozess, der ESPRIT (nachstehend als „ESPRIT-Prozess” bezeichnet) verwendet, erklärt. 6 bildet Einzelheiten des ESPRIT-Prozesses ab. ESPRIT ist ein Verfahren der Prädiktion einer Ankunftsrichtung einer Ankunftswelle (Reflexionswelle) basierend auf einer Phasendifferenz zwischen zwei Teilanordnungen, die an Positionen der Empfangsantennen 12a bis 12d, die sich geringfügig voneinander unterscheiden, angeordnet sind.
6 bildet eine lineare Antennenanordnung mit K Elementen ab. Die Zahl der Ankunftswelle wird mit L bezeichnet, und eine Orientierung einer Ankunftswelle i wird mit θ₁ (i = 1, 2, ..., L) bezeichnet. ESPRIT ist eine Technik zum Schätzen einer Phasendrehung jeder Ankunftswelle basierend auf der Rotationsinvarianz „J₁AΦ = J₂A”, und die Phasendrehung wird durch eine Parallelbewegung der gesamten Anordnung verursacht. Eine Matrix J₁ und eine Matrix J₂ sind Transformationsmatrizen (K – 1) × K. K bezieht sich auf die Anzahl der Antennen der Empfangsantenne 12. A ist eine Richtungsmatrix, die aus Anordnungsantwortvektoren besteht, die θ₁ bis θ_L als Variablen verwenden, und Φ ist eine diagonale Matrix L. Ordnung.
Wie in 6 abgebildet, wenn bei der linearen Anordnung mit K Elementen ein erstes Element bis (K – 1). Element als Teilanordnung Nr. 1 eingestellt werden und ein zweites Element bis K. Element als Teilanordnung Nr. 2 eingestellt werden, bedeuten J₁A und J₂A der Rotationsinvarianz Operationen des Extrahierens jeweils der ersten bis (K – 1). Reihen und der zweiten bis K. Reihen der Matrix A. Mit anderen Worten, wie in 6 abgebildet, stellen J₁A und J₂A jeweils die Richtungsmatrizen der Teilanordnung Nr. 1 und der Teilanordnung Nr. 2 dar.
Wenn dabei A bereits bekannt war, kann ein Ankunftswinkel eines Wegs geschätzt werden, indem Φ erfasst wird, doch da A geschätzt werden muss, kann Φ nicht direkt erzielt werden. Daher wird, nachdem eine K×K-Kovarianzmatrix R_xx eines K-dimensionalen Empfangssignalvektors erfasst wurde, unter Verwendung eines Eigenvektors, der einem Eigenwert entspricht, der größer als die Wärmerauschleistung δ² ist, aus einem Eigenwert, der durch Eigenwertexpandieren von R_xx erzielt wird, eine Signalteilraummatrix E_s generiert.
Die generierte Signalteilraummatrix E_s und die Matrix A können als A = E_sT^–1 ausgedrückt werden, unter Verwendung einer Regulär-Matrix T L. Ordnung, die einzigartig zwischen den beiden Seiten existiert. Dabei stellt E_s eine K×L-Matrix dar und T stellt die Regulär-Matrix von L×L dar. Wenn E_s und T in der Rotationsinvarianz eingesetzt werden, wird entsprechend (J₁E_s) (TΦT^–1) = J₂E_s erfasst. Wenn bei der obigen Gleichung TΦT^–1 erfasst und eigenwerterweitert wird, wird sein Eigenwert zu einer Diagonalkomponente von Φ. Entsprechend kann eine Orientierung einer Ankunftswelle aus dem Eigenwert geschätzt werden. Somit leitet der Signalprozessor 18 die Winkel der Zielobjekte, deren Anzahl kleiner als die Anzahl der Antennen der Empfangsantenne 12 ist, aus einer Vielzahl von Zielobjekten, die in verschiedenen Winkeln in einer Frequenz vorhanden sind, ab. Mit anderen Worten leitet der Signalprozessor 18 bis zu drei Winkel von Zielobjekten, die in derselben Frequenz in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden sind, unter Verwendung der vier Antennen der Empfangsantenne 12 ab.
Als nächstes wird mit Rückbezug auf die Erklärung der Ablaufschemata der Prozess in 5 erklärt. Der Signalprozessor 18 führt einen Prozess des Paarens des Winkelspitzensignals in der ansteigenden Periode mit dem Winkelspitzensignal in der absteigenden Periode aus (nachstehend als „Paarungsprozess” bezeichnet) (Schritt S107). Bei dem Paarungsprozess werden verschiedene Paarungsverfahren verwendet, je nach einer Art des Frequenzspitzensignals, aus dem das Winkelspitzensignal extrahiert wird.
Genauer gesagt führt der Signalprozessor 18 einen Prozess des Paarens von History-Spitzensignalen, welche die Frequenzspitzensignale sind, aus (nachstehend als „History-Paarungsprozess” bezeichnet). Des Weiteren führt der Signalprozessor 18 einen Prozess des Paarens der Spitzensignale eines stehenden Zielobjekts aus (nachstehend als „Paarungsprozess für stehende Zielobjekte” bezeichnet). Des Weiteren führt der Signalprozessor 18 einen Prozess des Paarens von Spitzensignalen aus, die übrigbleiben, nachdem die History-Spitzensignale und die Spitzensignale eines stehenden Zielobjekts aus allen Spitzensignalen ausgeschlossen wurden (nachstehend als „zusätzlicher Paarungsprozess” bezeichnet).
7 bildet ein Ablaufschema ab, das den History-Paarungsprozess, den Paarungsprozess für stehende Zielobjekte und den zusätzlichen Paarungsprozess erklärt. Der History-Paarungsteil 18d des Signalprozessors 18 führt den History-Paarungsprozess unter Verwendung der History-Spitzensignale, die bei der History-Spitzenextraktion extrahiert werden, aus (Schritt S121). Beispielsweise wird die Mahalanobis-Distanz für den History-Paarungsprozess verwendet. Genauer gesagt leitet der Signalprozessor 18 einen Index basierend auf einer Formel (2) ab, um zu bestimmen, ob die Winkelspitzensignale in einer Kombination mit demselben Reflexionspunkt verknüpft sind oder nicht, unter Verwendung von zwei Parameterwerten einer „Winkeldifferenz” und einer „Winkelsignalpegel-Differenz” zwischen den Winkelspitzensignalen, die basierend auf den History-Spitzensignalen in der ansteigenden Periode und in der absteigenden Periode abgeleitet werden. In der Formel (2) wird die Mahalanobis-Distanz mit RD bezeichnet. Die Winkeldifferenz wird mit θdg bezeichnet. Die Winkelsignalpegel-Differenz wird mit θpg bezeichnet.
Formel 2

RD = (θdg)² × 4,3 + (θpg)² × 1,09 (2)

In einem Fall, bei dem die Mahalanobis-Distanz gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist (z. B. 60), bestimmt der History-Paarungsteil 18d, dass eine große Wahrscheinlichkeit gegeben ist, dass die Winkelspitzensignale in der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode der Kombination mit demselben Reflexionspunkt verknüpft sind, und stellt die Kombination als History-Paardatensatz fertig. Für den Fall, dass die Mahalanobis-Distanz der Kombination über den vorbestimmten Wert hinausgeht, mit anderen Worten für den Fall, dass es eine geringe Wahrscheinlichkeit gibt, dass die Winkelspitzensignale der Kombination mit demselben Reflexionspunkt verknüpft sind, untersucht der History-Paarungsteil 18d, ob eine andere Kombination anderer Winkelspitzensignale als History-Paardatensatz fertiggestellt werden kann oder nicht. Dieser Prozess wird nachstehend beschrieben.
Als nächstes führt der Signalprozessor 18 den Paarungsprozess für stehende Zielobjekte unter Verwendung Spitzensignale des stehenden Zielobjekts aus, die bei der Extraktion des Spitzensignals des stehenden Zielobjekts extrahiert wurden (Schritt S122). Der Signalprozessor 18 leitet das Winkelspitzensignal in der absteigenden Periode ab, die in einem Winkelbereich von ungefähr ±6 Grad vorliegt, d. h. ungefähr 12 Grad gegenüber dem Winkel des Winkelspitzensignals in der ansteigenden Periode, und das die kleinste Winkeldifferenz gegenüber dem Winkel des Winkelspitzensignals in der ansteigenden Periode aufweist. Des Weiteren leitet der Signalprozessor 18 das Winkelspitzensignal in der ansteigenden Periode ab, das in einem Winkelbereich von ungefähr ±6 Grad vorliegt, d. h. ungefähr 12 Grad gegenüber dem Winkel des Winkelspitzensignals in der absteigenden Periode, und das die kleinste Winkeldifferenz gegenüber dem Winkel des Winkelspitzensignals in der absteigenden Periode aufweist. Für den Fall, dass die Kombination, welche die kleinste Winkeldifferenz aufweist, die basierend auf dem Winkelspitzensignal in der ansteigenden Periode abgeleitet wird, gleich der Kombination ist, welche die kleinste Winkeldifferenz aufweist, die basierend auf dem Winkelspitzensignal in der absteigenden Periode abgeleitet wird, und bei der auch eine Differenz zwischen den Signalpegelwerten der beiden Winkelspitzensignale gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (z. B. 20 dB), stellt der Signalprozessor 18 dann die Kombination als History-Paardatensatz fertig.
Als nächstes führt der Signalprozessor 18 den zusätzlichen Paarungsprozess unter Verwendung der Spitzensignale aus, die übrigbleiben, nachdem die History-Spitzensignale und die Spitzensignale eines stehenden Zielobjekts von allen Spitzensignalen, die bei dem Spitzensignal-Extraktionsprozess extrahiert wurden, ausgeschlossen wurden (Schritt S123). Der Signalprozessor 18 führt den zusätzlichen Paarungsprozess beispielsweise unter Verwendung der Mahalanobis-Distanz aus, die in Formel (2) gezeigt wird, und stellt eine Kombination, welche die kleinste Mahalanobis-Distanz aufweist, als einen richtigen Paardatensatz fertig.
Dann leitet der Signalprozessor 18 den Längsabstand, die relative Geschwindigkeit und den Breitengradabstand des Paardatensatzes, der in dem Paarungsprozess aus den Schritten S121 bis S123 abgeleitet wurde, basierend auf dem Winkel, der basierend auf der Formel (1) abgeleitet wurde, unter Verwendung einer Formel (3), einer Formel (4) und der Parameterwerte des fertiggestellten Paardatensatzes ab (Schritt S124). Die Frequenzen der Frequenzspitzensignale in der ansteigenden Periode und in den absteigenden Perioden werden in den Formeln (3) und (4) jeweils als fup und fdn bezeichnet.
Formel 3

R = (fup + fdn)×c / θ × ΔF × fm (3)

Formel 4

V = (fup + fdn) / 4 × f0 (4)

Mit Rückbezug auf Schritt S108 aus 5 führt der Signalprozessor 18 eine Kontinuitätsbestimmung aus, um zu bestimmen, ob der aktuelle Paardatensatz, der in dem aktuellen Prozess gepaart wird, eine Beziehung zeitlicher Kontinuität mit dem vorherigen Paardatensatz aufweist, der in dem vorherigen Prozess gepaart wurde (Schritt S108). Dabei zeigt ein nachstehender Fall ein Beispiel, bei dem der aktuelle Paardatensatz die Beziehung zeitlicher Kontinuität mit dem vorherigen Paardatensatz aufweist, mit anderen Worten bei dem die beiden Paardatensätze aufeinanderfolgen. Der Signalprozessor 18 bestimmt, dass für den Fall, dass die Differenzen bei allen von dem Längsabstand, dem seitlichen Abstand und der relativen Geschwindigkeit zwischen dem aktuellen Paardatensatz und einem Prädiktionsdatensatz, der eine Prädiktion des aktuellen Paardatensatzes ist, die basierend auf dem vorherigen Paardatensatz vorhergesagt wird, in vorbestimmten Bereichen liegen, der aktuelle Paardatensatz Kontinuität mit dem vorherigen Paardatensatz aufweist. Somit wird bestimmt, dass der aktuelle Paardatensatz mit demselben Reflexionspunkt verknüpft ist, mit dem der vorherige Paardatensatz verknüpft ist. Für den Fall, dass es mehrere aktuelle Paardatensätze gibt, bei denen alle Differenzen gegenüber dem vorherigen Paardatensatz innerhalb der vorbestimmten Bereiche liegen, bestimmt der Signalprozessor 18 beispielsweise einen Datensatz, der die kleinste Differenz des Längsabstands gegenüber dem Prädiktionspaardatensatz aufweist, als den aktuellen Paardatensatz, der Kontinuität mit dem vorherigen Paardatensatz aufweist.
Des Weiteren bestimmt der Signalprozessor 18, dass für den Fall, dass mindestens eine der Differenzen des Längsabstands, des seitlichen Abstands und der relativen Geschwindigkeit zwischen dem aktuellen Paardatensatz und dem Prädiktions-Paardatensatz über den vorbestimmten Bereich hinausgeht, der aktuelle Paardatensatz keine Beziehung zeitlicher Kontinuität mit dem vorherigen Paardatensatz aufweist. Mit anderen Worten bestimmt der Signalprozessor 18, dass der aktuelle Paardatensatz keine Kontinuität mit dem vorherigen Paardatensatz aufweist. Der Paardatensatz, der als nicht aufeinanderfolgend bestimmt wird, wie zuvor beschrieben, wird als Paardatensatz angesehen, der zuerst in dem aktuellen Prozess abgeleitet wird, d. h. als ein neuer Paardatensatz.
Als nächstes bestimmt der Signalprozessor 18, ob Gelegenheiten, bei denen der aktuelle Paardatensatz als aufeinanderfolgend bestimmt wird, gleich oder größer sind als eine vorbestimmte Anzahl (z. B. zweimal) oder nicht (Schritt S109). Ein nachstehender Fall erklärt ein Beispiel, bei dem die Kontinuität des aktuellen Paardatensatzes zweimal bestimmt wird. Ein Paardatensatz (A) wird als neuer Paardatensatz in einem Prozess abgeleitet, der sich zwei Prozesse vor dem aktuellen Prozess befindet, und ein Paardatensatz (B), der in dem vorherigen Prozess abgeleitet wird, wird als auf den Paardatensatz (A) folgend bestimmt, der in dem Prozess abgeleitet wird, der sich zwei Prozesse vor dem aktuellen Prozess befindet (erste Kontinuität), und dann wird der Paardatensatz (C), der in dem aktuellen Prozess abgeleitet wird, als auf den Paardatensatz (B) folgend bestimmt, der in dem vorherigen Prozess abgeleitet wurde (zweite Kontinuität). Für den Fall, dass der Signalprozessor 18 bestimmt, dass die Paardatensätze, die mit demselben Reflexionspunkt verknüpft sind, in mindestens drei aufeinanderfolgenden Prozessen abgeleitet wurden, wie etwa in zwei aufeinanderfolgenden Prozessen sofort vor dem aktuellen Prozess und in dem aktuellen Prozess (Ja in Schritt S109), führt der Signalprozessor 18 einen Filterprozess des aktuellen Paardatensatzes aus (Schritt S110). Für den Fall, dass die Gelegenheiten, bei denen der aktuelle Paardatensatz als aufeinanderfolgend bestimmt wird, kleiner als zweimal sind (Nein in Schritt S109), beendet der Signalprozessor 18 den Prozess.
In Schritt S110 filtert der Signalprozessor 18 die Werte des Längsabstands, der relativen Geschwindigkeit, der seitlichen Richtung und des Signalpegelwertes unter Verwendung des aktuellen Paardatensatzes und des Prädiktions-Paardatensatzes (Schritt S110).
In dem Filterprozess definiert der Signalprozessor 18 beispielsweise den seitlichen Abstand eines gefilterten Datensatzes in dem aktuellen Prozess als Summe von 75% des seitlichen Abstands des Prädiktions-Paardatensatzes und 25% des seitlichen Abstands des aktuellen Paardatensatzes. Mit anderen Worten leitet der Signalprozessor 18 einen Wert ab, der durch Hinzufügen von 75% des seitlichen Abstands des Prädiktions-Paardatensatzes zu den 25% des seitlichen Abstands des aktuellen Paardatensatzes als seitlicher Abstand des gefilterten Datensatzes in dem aktuellen Prozess erzielt wird. Der Signalprozessor 18 führt auch den Filterprozess aus, um den Längsabstand, die relative Geschwindigkeit und den Signalpegelwert zu erzielen, wie zuvor beschrieben.
Als nächstes führt der Ableitungsteil 18a des Signalprozessors 18 eine nächste Prozessprädiktion aus, die ein Prozess des Ableitens eines Prädiktionsspitzensignals ist (Schritt S111). Das Prädiktionsspitzensignal umfasst Parameter, wie etwa eine Prädiktionsfrequenz und einen Prädiktionswinkel, und wird bei dem History-Spitzenextraktionsprozess und/oder einem anderen Prozess in Schritt S104 in einem nächsten Prozess verwendet, der als nächster nach dem aktuellen Prozess ausgeführt wird. Genauer gesagt leitet der Ableitungsteil 18a das Prädiktionsspitzensignal eines gefilterten Datensatzes hoher Priorität in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode für die Fahrzeugsteuerung aus den gefilterten Datensätzen, die in dem aktuellen Prozess abgeleitet werden, ab.
Der History-Paarungsteil 18d führt die History-Paarung basierend auf der Prädiktionsfrequenz und dem Prädiktionswinkel des Prädiktionsspitzensignals aus, wie nachstehend beschrieben. Die Prädiktionsfrequenz in der ansteigenden Periode kann anders als die Prädiktionsfrequenz in der absteigenden Periode sein, je nach der relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts. Der Prädiktionswinkel in der ansteigenden Periode ist der gleiche wie der Prädiktionswinkel in der absteigenden Periode, weil es sich um ein einziges Zielobjekt handelt.
Ein Beispiel des gefilterten Datensatzes hoher Priorität für die Fahrzeugsteuerung ist ein gefilterter Datensatz des fahrenden Zielobjekts, wie etwa des vorausfahrenden Fahrzeugs, das auf der aktuellen Verkehrsspur fährt. Ein Beispiel eines gefilterten Datensatzes mit niedriger Priorität ist ein gefilterter Datensatz des stehenden Zielobjekts, wie etwa einer Leitplanke, die auf einer Seite der aktuellen Verkehrsspur bereitgestellt wird.
Bezüglich des gefilterten Datensatzes hoher Priorität für die Fahrzeugsteuerung müssen die Zielobjektinformationen in jedem Prozess abgeleitet werden, und die Zielobjektinformationen müssen möglichst bald an den Fahrzeug-Controller 20 ausgegeben werden. Daher definiert das Radargerät 10 den gefilterten Datensatz hoher Priorität als einen Datensatz, für den die Prozesse der History-Spitzenextraktion und History-Paarung ausgeführt werden, und leitet die Zielobjektinformationen des gefilterten Datensatzes weiter bevorzugt als die des gefilterten Datensatzes mit niedriger Priorität ab.
Als nächstes führt der Signalprozessor 18 einen Prozess des Integrierens einer Vielzahl von gefilterten Datensätzen in einen Datensatz aus, der einem Zielobjekt entspricht (nachstehend als „Datenintegrationsprozess” bezeichnet) (Schritt S112). Beispielsweise für den Fall, dass die Längsabstände und die seitlichen Abstände der Vielzahl von gefilterten Datensätzen, die von dem Signalprozessor 18 abgeleitet werden, vergleichsweise nahe aneinander liegen und die relativen Geschwindigkeiten der gefilterten Datensätze im Wesentlichen gleich sind, ist die Vielzahl von gefilterten Datensätzen höchstwahrscheinlich mit einer Vielzahl von Reflexionspunkten auf einem Objekt verknüpft. Daher integriert der Signalprozessor 18 die Vielzahl von gefilterten Datensätzen in einen Datensatz, um davon auszugehen, dass die Vielzahl von gefilterten Datensätzen mit ein und demselben Objekt verknüpft ist.
Dann gibt der Signalprozessor 18 den gefilterten Datensatz hoher Priorität für die Fahrzeugsteuerung an den Fahrzeug-Controller 20 aus den gefilterten Datensätzen, die in Schritt S112 integriert wurden, aus (Schritt S113).
3. History-Spitzenextraktion und History-Paarung
Als nächstes werden die Einzelheiten der History-Spitzenextraktion (Schritt S104 in 4) und der History-Paarung (Schritt S121 in 7) mit Bezug auf 8 bis 12 genauer gesagt erklärt.
8 bildet die History-Spitzenextraktion ab. Eine Längsachse und eine waagerechte Achse aus 8 stellen jeweils den Signalpegel [dB] und die Frequenz [kHz] dar. 8A bildet die History-Spitzenextraktion in der ansteigenden Periode ab, und 8B bildet die History-Spitzenextraktion in der absteigenden Periode ab. Der Ableitungsteil 18a leitet das Prädiktionsspitzensignal in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode ab. Dann stellt der Einstellteil 18b ein Prädiktionsgebiet basierend auf den Prädiktionsspitzensignalen ein. Das für die History-Paarung zu verarbeitende Winkelspitzensignal (nachstehend als „Objektsignal” bezeichnet) wird in dem Prädiktionsgebiet abgeleitet.
Genauer gesagt definiert der Einstellteil 18b einen Prädiktionsfrequenzbereich als einen Bereich von plus drei Klassen bis minus drei Klassen (±3bin) gegenüber der Referenzfrequenz, welche die Prädiktionsfrequenz des Prädiktionsspitzensignals ist, das von dem Ableitungsteil 18a in der nächsten Prozessprädiktion in dem vorherigen Prozess abgeleitet wird (Schritt S111 in 5). Dann wird das Frequenzspitzensignal in dem Prädiktionsfrequenzbereich als History-Spitzensignal extrahiert. Eine Klasse entspricht ungefähr 468 Hz.
In 8A ist ein Frequenzspitzensignal Pu (eine Frequenz fu und ein Signalpegelwert L1) in einem Prädiktionsfrequenzbereich der ansteigenden Periode vorhanden, der eine Prädiktionsfrequenz fue als Referenzfrequenz aufweist, und eine Frequenz des Frequenzspitzensignals Pu liegt am nächsten an der Prädiktionsfrequenz fue. Das Frequenzspitzensignal Pu ist eines der Signale, die über einen Schwellensignalpegel 10 hinausgehen und die in dem Spitzenextraktionsprozess in Schritt S103 extrahiert wurden. Daher wird das Frequenzspitzensignal Pu als History-Spitzensignal Pu in der ansteigenden Periode extrahiert.
In 8B ist ein Frequenzspitzensignal Pd (eine Frequenz fdn und ein Signalpegelwert L1a) in einem Prädiktionsfrequenzbereich der absteigenden Periode vorhanden, das eine Prädiktionsfrequenz fde als Referenzfrequenz aufweist, und eine Frequenz des Frequenzspitzensignals Pd liegt am nächsten an der Prädiktionsfrequenz fde. Das Frequenzspitzensignal Pd ist eines der Signale, die über den Schwellensignalpegel 10 hinausgehen und die in dem Spitzenextraktionsprozess in Schritt S103 extrahiert wurden. Daher wird das Frequenzspitzensignal Pd als History-Spitzensignal Pd in der absteigenden Periode extrahiert.
Als nächstes definiert der Einstellteil 18b einen Prädiktionswinkelbereich von ±4 Grad gegenüber dem Prädiktionswinkel des Prädiktionsspitzensignals, der als Referenzwinkel dient. Dann wird das Winkelspitzensignal in dem Prädiktionswinkelbereich als Objektsignal für die History-Paarung angesehen.
9A bildet eine Ableitung des Winkelspitzensignals im Prädiktionswinkelbereich und eine Auswahl eines Winkelspitzensignals, das einen Winkel aufweist, der dem Prädiktionswinkel in der ansteigenden Periode am nächsten liegt, ab. In 9A sind die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 in dem Prädiktionswinkelbereich vorhanden, in dem ein Prädiktionswinkel θe (z. B. ±0 Grad) der Referenzwinkel ist, und das Winkelspitzensignal Pu2 weist einen Winkel auf, der dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegt. Die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 befinden sich unter den Signalen, die über einen Signalpegel R0 hinausgehen, der als Schwellenwert der Extraktion des Winkelspitzensignals aus dem Winkelspektrum dient. Wie zuvor beschrieben, werden die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 in dem Prädiktionswinkelbereich abgeleitet, und dann wird das Winkelspitzensignal Pu2, das den Winkel aufweist, der dem Prädiktionswinkel θe am nächsten ist, als Objektsignal in der ansteigenden Periode für die History-Paarung ausgewählt.
9B bildet eine Ableitung des Winkelspitzensignals in dem Prädiktionswinkelbereich und eine Auswahl eines Winkelspitzensignals ab, das einen Winkel aufweist, der dem Prädiktionswinkel in der absteigenden Periode am nächsten liegt. In 9B liegt ein Winkelspitzensignal Pd1 in dem Prädiktionswinkelbereich vor, in dem der Prädiktionswinkel θe der Referenzwinkel ist, und das Winkelspitzensignal Pd1 weist einen Winkel auf, der dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegt. Das Winkelspitzensignal Pd1 befindet sich unter den Signalen, die über den Signalpegel R0 hinausgehen, der als Schwellenwert der Extraktion des Winkelspitzensignals aus dem Winkelspektrum dient. Wie zuvor beschrieben, wird das Winkelspitzensignal Pd1 in dem Prädiktionswinkelbereich abgeleitet, und dann wird das Winkelspitzensignal Pd1, das den Winkel aufweist, der dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegt, als Signal der absteigenden Periode für die History-Paarung ausgewählt.
Wie zuvor beschrieben, werden die Winkelspitzensignale Pu1 und Pd1, die dem Prädiktionswinkel am nächsten liegen, als Datensätze für die History-Paarung definiert. Für den Fall, dass eine Signalpegeldifferenz zwischen den beiden Winkelspitzensignalen gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert ist, stellt der Signalprozessor 18 die beiden Winkelspitzensignale als History-Paardatensatz fertig. Für den Fall, dass die Signalpegeldifferenz zwischen den beiden Winkelspitzensignalen über den vorbestimmten Wert hinausgeht, stellt der Signalprozessor 18 die Winkelspitzensignale nicht als History-Paardatensatz fertig und führt einen Extrapolationsprozess aus.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sieht der History-Paarungsteil 18d das Winkelspitzensignal Pu2 in der ansteigenden Periode und das Winkelspitzensignal Pd1 in der absteigenden Periode, welche die Winkel aufweisen, die dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegen, als Signale für die History-Paarung an. Für den Fall, dass die Mahalanobis-Distanz basierend auf einer Kombination des Winkelspitzensignals Pu2 und des Winkelspitzensignals Pd1 (nachstehend als „erste Kombination” bezeichnet) gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, stellt der History-Paarungsteil 18d dann die erste Kombination als ein Paar der Winkelspitzensignale fertig, welche die größte Wahrscheinlichkeit aufweisen, mit demselben Reflexionspunkt verknüpft zu sein.
Für den Fall, dass die Mahalanobis-Distanz basierend auf der ersten Kombination über den vorbestimmten Wert hinausgeht, bestimmt der Bestimmungsteil 18c des Signalprozessors 18 jedoch, ob eine Vielzahl der Winkelspitzensignale in mindestens einer der Perioden vorhanden ist oder nicht. Für den Fall, dass die Vielzahl von Winkelspitzensignalen in mindestens einer der Perioden vorhanden ist, wählt der History-Paarungsteil 18d als Signale für die History-Paarung eine zweite Kombination der Winkelspitzensignale aus, die anders als die erste Kombination der Winkelspitzensignale ist, welche die Winkel aufweisen, die am nächsten an dem Prädiktionswinkel θe liegen.
Wenn man 9A als Beispiel nimmt, sind die beiden unterschiedlichen Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 in der ansteigenden Periode vorhanden. Daher wählt der History-Paarungsteil 18d das Winkelspitzensignal Pu1 und das Winkelspitzensignal Pd1 in der absteigenden Periode als zweite Kombination aus. Für den Fall, dass eine Signalpegeldifferenz der zweiten Kombination gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, stellt der History-Paarungsteil 18d dann die zweite Kombination als History-Paardatensatz fertig.
Wie zuvor beschrieben, für den Fall, dass die Kombination der Winkelspitzensignale, die zuerst als eine erste Kombination ausgewählt wurde, welche die Winkel aufweist, die dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegen, eine Paarungsberechtigungsbedingung, die auf der Mahalanobis-Distanz basiert, nicht erfüllen, bestimmt der Bestimmungsteil 18c, ob eine Vielzahl der Winkelspitzensignale in mindestens einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorliegt oder nicht. Für den Fall, dass die Vielzahl von Winkelspitzensignale in mindestens einer der Perioden vorhanden ist, wählt der History-Paarungsteil 18d dann eine zweite Kombination von verschiedenen Winkelspitzensignalen aus den Perioden aus, zwischen denen die Winkelspitzendifferenz die kleinste ist, mit Ausnahme der ersten Kombination, welche die Winkel aufweist, die dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegen. Dann bestimmt der History-Paarungsteil 18d, ob die Signalpegeldifferenz zwischen den Winkelspitzensignalen der zweiten Kombination gleich oder kleiner ist als der vorbestimmte Wert ist oder nicht. Für den Fall, dass die Differenz gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, stellt der History-Paarungsteil 18d die zweite Kombination als History-Paardatensatz fertig.
Wie zuvor beschrieben, für den Fall, dass die erste Kombination die Paarungsberechtigungsbedingung nicht erfüllt, bestimmt der History-Paarungsteil 18d, ob die zweite Kombination Neupaarungs-Berechtigungsbedingungen erfüllt.
Eine der Neupaarungs-Berechtigungsbedingungen besteht darin, ob eine Vielzahl der Winkelspitzensignale in mindestens einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorliegt oder nicht, und die andere besteht darin, ob die kleinste Winkeldifferenz zwischen den Winkelspitzensignalen in der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode in einer Kombination gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist oder nicht.
Der History-Paarungsprozess der zuvor erwähnten Ausführungsform wird nachstehend mit Bezug 10 erklärt. 10 bildet ein Ablaufschema ab, das den History-Paarungsprozess erklärt. Wie in 10 gezeigt, definiert der Einstellteil 18b den Prädiktionswinkelbereich basierend auf dem Prädiktionswinkel θe in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode. Dann bestimmt der Signalprozessor 18, ob ein oder mehrere Winkelspitzensignale in dem Winkelbereich vorhanden ist bzw. sind oder nicht (innerhalb von ungefähr ±4 Grad) (Schritt S131). Für den Fall, dass kein Winkelspitzensignal in dem Prädiktionswinkelbereich in einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden ist (Nein in Schritt S131), beendet der History-Paarungsteil 18d den Prozess, ohne den History-Paardatensatz fertigzustellen. Für den Fall, dass der History-Paardatensatz nicht fertiggestellt wird, führt der Signalprozessor 18 den Extrapolationsprozess in Schritt S108 aus, um die Kontinuität zu bestimmen. Der Extrapolationsprozess ist ein Prozess des zeitweiligen Sicherns der zeitlichen Kontinuität durch das Ersetzen des History-Paardatensatzes in dem aktuellen Prozess durch den Prädiktionsdatensatz, der durch die Prädiktion des History-Paardatensatzes in dem aktuellen Prozess basierend auf dem gefilterten Datensatz in dem vorherigen Prozess erzielt wird.
Für den Fall, dass ein oder mehrere Winkelspitzensignale in dem Prädiktionswinkelbereich in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden ist bzw. sind (Ja in Schritt S131), wählt der Signalprozessor 18 das Winkelspitzensignal aus, das den Winkel aufweist, der dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegt, in jeder der Perioden (Schritt S132). Genauer gesagt wählt der Signalprozessor 18 das Winkelspitzensignal Pu2 in der ansteigenden Periode und das Winkelspitzensignal Pd1 in der absteigenden Periode aus, wie in 9A und 9B gezeigt.
Dann bestimmt der History-Paarungsteil 18d, ob die Kombination, die basierend auf der Mahalanobis-Distanz gepaart wurde, als History-Paardatensatz fertiggestellt wird oder nicht, mit anderen Worten, ob die Paarungsberechtigungsbedingung erfüllt ist oder nicht (Schritt S133). Beispielsweise bestimmt der History-Paarungsteil 18d, ob eine Kombination, wie in 11 gezeigt, als Paardatensatz fertiggestellt wird oder nicht. 11 bildet eine Kombination der Winkelspitzensignale ab, welche die Winkel aufweisen, die dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegen. Ein Prädiktionsgebiet Su in der ansteigenden Periode wird als ein im Wesentlichen rechteckiger Bereich von ungefähr ±3 Klassen in einer Frequenzrichtung (Y-Achserrichtung) und von ungefähr ±4 Grad in einer Winkelrichtung (X-Achsenrichtung) gegenüber einer Prädiktionsposition, die ein Schnittpunkt der Frequenz fu des Frequenzspitzensignals Pu und des Prädiktionswinkels θe ist, definiert.
Wie zuvor erwähnt, wird das Prädiktionsgebiet durch den Prädiktionsfrequenzbereich und den Prädiktionswinkelbereich definiert. Das Winkelspitzensignal in dem Prädiktionsgebiet Su ist ein Kandidat für eine Kombination mit dem Winkelspitzensignal in der absteigenden Periode. Das Prädiktionsgebiet kann in einer anderen als rechteckigen Form vorliegen (z. B. als Trapez und Ellipse).
Bei einem in 11 gezeigten Beispiel sind die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 in dem Prädiktionsgebiet Su vorhanden. Der Signalprozessor 18 wählt das Winkelspitzensignal Pu2, das einen Winkel aufweist, der dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegt, als Kandidat für den History-Paardatensatz aus.
Ein Prädiktionsgebiet Sd in der absteigenden Periode wird als ein Bereich von ungefähr ±3 Klassen in der Frequenzrichtung und von ungefähr ±4 Grad in der Winkelrichtung gegenüber einer Prädiktionsposition definiert, die ein Schnittpunkt der Frequenz fd des Frequenzspitzensignals Pd und des Prädiktionswinkels θe ist. Das Winkelspitzensignal in dem Prädiktionsgebiet Sd ist ein Kandidat für eine Kombination mit dem Winkelspitzensignal in der absteigenden Periode. Bei dem in 11 gezeigten Beispiel ist das Winkelspitzensignal Pd1 in dem Prädiktionsgebiet Sd vorhanden. Der Signalprozessor 18 wählt das Winkelspitzensignal Pd1, das einen Winkel aufweist, der dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegt, als Kandidat für den History-Paardatensatz aus.
Mit Rückbezug auf Schritt S133 in 10 bestimmt der Signalprozessor 18 basierend auf der Mahalanobis-Distanz, ob eine große Wahrscheinlichkeit gegeben ist, dass die Winkelspitzensignale der Kombination mit demselben Reflexionspunkt verknüpft sind oder nicht. Genauer gesagt leitet der Signalprozessor 18 unter Verwendung der zuvor erwähnten Formel (2) die Mahalanobis-Distanz basierend auf der Winkeldifferenz (θu2 – θd1) und auf der Winkelsignalpegeldifferenz (R2 – R1a) zwischen dem Winkelspitzensignal Pu2 in der ansteigenden Periode und dem Winkelspitzensignal Pd1 in der absteigenden Periode ab. Für den Fall, dass die Mahalanobis-Distanz gleich oder kleiner ist als der vorbestimmte Wert (Ja in Schritt S133), geht der History-Paarungsteil 18d davon aus, dass die Paarungsberechtigungsbedingung erfüllt ist, und stellt die Kombination der Winkelspitzensignale Pu2 und Pd1 als History-Paardatensatz fertig (Schritt S134).
Für den Fall, dass die Mahalanobis-Distanz über den vorbestimmten Wert in Schritt S133 hinausgeht (Nein in Schritt S133), bestimmt der History-Paarungsteil 18d, dass die Kombination der Winkelspitzensignale Pu2 und Pd1 falsch ist, mit anderen Worten, dass eine geringe Wahrscheinlichkeit gegeben ist, dass die Winkelspitzensignale der Kombination nicht mit demselben Reflexionspunkt verknüpft sind. Daraufhin stellt der History-Paarungsteil 18d die Kombination der Winkelspitzensignale als History-Paardatensatz nicht fertig. Des Weiteren bestimmt der History-Paarungsteil 18d, ob eine andere Kombination die Paarungsberechtigungsbedingung erfüllt oder nicht.
Genauer gesagt bestimmt der Bestimmungsteil 18c, ob eine Vielzahl von Winkelspitzensignalen in mindestens einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden ist oder nicht (Schritt S135). Für den Fall, dass die Vielzahl von Winkelspitzensignalen in mindestens einer der Perioden vorhanden ist (Ja in Schritt S135), wählt der Signalprozessor 18 die Kombination der Winkelspitzensignale, zwischen denen die Winkeldifferenz die kleinste ist, aus den Perioden aus, mit Ausnahme der Kombination der Winkelspitzensignale, welche die Winkel aufweisen, die dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegen (Schritt S136).
Dann bestimmt der History-Paarungsteil 18d, ob die Signalpegeldifferenz der Kombination der Winkelspitzensignale, zwischen denen die Winkeldifferenz die kleinste ist, gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht (z. B. 3,5 dB) (Schritt S137). Für den Fall, dass die Winkelsignalpegeldifferenz gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist (Ja in Schritt S137), stellt der History-Paarungsteil 18d die Kombination als History-Paardatensatz fertig (Schritt S134).
Genauer gesagt stellt der History-Paarungsteil 18d die Kombination als History-Paardatensatz, wie in 12 gezeigt, fertig. 12 bildet die Kombination ab, bei der die Winkeldifferenz die kleinste ist, und bei der die Winkelsignalpegeldifferenz gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Die beiden Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 sind in dem Prädiktionsgebiet Su der ansteigenden Periode vorhanden, und das Winkelspitzensignal Pd1 ist in dem Prädiktionsgebiet Sd der absteigenden Periode vorhanden. In diesem Fall ist die Bedingung der Vielzahl von Winkelspitzensignalen in mindestens einer der Perioden, die in Schritt S135 in 10 erwähnt werden, erfüllt. Dann bestimmt der History-Paarungsteil 18d, ob die Winkelspitzensignale Pu1 und Pd2, zwischen denen die Winkeldifferenz die kleinste ist, die Neupaarungs-Berechtigungsbedingung erfüllen oder nicht, wobei das Winkelspitzensignal Pu2, das als das Signal bestimmt wurde, dass die Paarungsberechtigungsbedingung nicht erfüllt, aus den Winkelspitzensignalen in dem Prädiktionsgebiet Su und dem Prädiktionsgebiet Sd ausgeschlossen wird.
Da in 12 das Winkelspitzensignal Pd1 nur ein Signal in dem Prädiktionsgebiet Sd der absteigenden Periode ist, wird das Winkelspitzensignal Pd1 in Schritt S136 ausgewählt, um die Kombination der Winkelspitzensignale auszuwählen, zwischen denen die Winkeldifferenz die kleinste ist. Für den Fall, dass ein anderes Winkelspitzensignal als das Winkelspitzensignal Pd1 in dem Prädiktionsgebiet Sd vorhanden ist, und dass die Winkeldifferenz zwischen dem anderen Winkelspitzensignal und dem Winkelspitzensignal Pu1 kleiner als die Winkeldifferenz zwischen dem Winkelspitzensignal Pd1 und dem Winkelspitzensignal Pu1 ist, wird jedoch das andere Winkelspitzensignal ausgewählt.
Für den Fall, dass die Winkelsignalpegeldifferenz zwischen den Winkelspitzensignalen Pu1 und Pd1 gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ist die Bedingung, dass die Signalpegeldifferenz zwischen den Winkelspitzensignalen gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, der in Schritt S137 in 10 erwähnt wird, erfüllt, und der History-Paarungsteil 18d stellt die Kombination als History-Paardatensatz fertig. Somit wird für den Fall, dass die Vielzahl von Winkelspitzensignalen in dem Prädiktionsgebiet vorhanden ist, die Verwendung des Extrapolationsprozesses minimiert, und gleichzeitig wird die Kombination der Winkelspitzensignale, welche die größte Wahrscheinlichkeit aufweisen, dass sie mit demselben Reflexionspunkt verknüpft sind, als History-Paardatensatz fertiggestellt. Somit kann eine tatsächliche Position des Zielobjekts abgeleitet werden.
Für den Fall, dass die Vielzahl von Winkelspitzensignalen in keiner von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode in Schritt S135 vorhanden ist (Nein in Schritt S135), oder für den Fall, dass die Winkelsignalpegeldifferenz zwischen den Winkelspitzensignalen über den vorbestimmten Wert in Schritt S137 hinausgeht (Nein in Schritt S137), beendet der History-Paarungsteil 18d den Prozess, ohne den History-Paardatensatz fertigzustellen. Daraufhin führt der Signalprozessor 18 den Extrapolationsprozess aus.
Wie zuvor beschrieben, leitet bei dieser Ausführungsform der Signalprozessor 18 das Winkelspitzensignal, das an einer Position vorhanden ist, die der Prädiktionsposition am nächsten liegt, basierend auf der Prädiktionsfrequenz und dem Prädiktionswinkel in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode ab. Der Signalprozessor 18 sieht die abgeleiteten Winkelspitzensignale als Kandidaten für eine Kombination an. Für den Fall, dass die Winkelspitzensignale, welche die Kandidaten für die Kombination sind, die Paarungsberechtigungsbedingung basierend auf der Mahalanobis-Distanz erfüllen, stellt der Signalprozessor 18 die Kombination der Signale als History-Paardatensatz fertig.
Für den Fall, dass die Winkelspitzensignale der Kombination die Paarungsberechtigungsbedingung basierend auf der Mahalanobis-Distanz nicht erfüllen, wählt der Signalprozessor 18 jedoch eine andere Kombination aus und bestimmt, ob die andere Kombination die Neupaarungs-Berechtigungsbedingung erfüllt oder nicht. Für den Fall, dass die andere Kombination die Neupaarungs-Berechtigungsbedingung erfüllt, stellt der Signalprozessor 18 die andere Kombination als History-Paardatensatz fertig. Entsprechend kann das Radargerät 10 den History-Paardatensatz basierend auf mindestens einer von der Paarungsberechtigungsbedingung und der Neupaarungs-Berechtigungsbedingung, die in dem Paarungsprozess verwendet werden, fertigstellen und kann die tatsächliche Position des Zielobjekts ableiten und dabei die Verwendung des Extrapolationsprozesses minimieren.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Ein Signalprozessor 18 eines Radargeräts 10 in der zweiten Ausführungsform führt einen Prozess des Fertigstellens einer Kombination von Winkelspitzensignalen als History-Paardatensatz durch Reduzieren eines Winkelbereichs eines Prädiktionsgebiets, wenn sich der Längsabstand eines Zielobjekts vergrößert, in dem History-Paarungsprozess, der bei der ersten Ausführungsform erklärt wurde, aus.
Je länger der Längsabstand wird, desto größer wird ein Abstand, der einem Prädiktionswinkelbereich entspricht, welcher der Winkelbereich des Prädiktionsgebiets ist. Je größer der Längsabstand wird, selbst wenn der Winkelbereich festgelegt ist (z. B. ±4 Grad), desto größer wird ein seitlicher Abstand. Somit kann für den Fall, dass ein Zielobjekt auf einer aktuellen Verkehrsspur in relativ großer Entfernung vorhanden ist, ein Prozess der Neupaarung einer unterschiedlichen Kombination, der von einem History-Paarungsteil 18d in der ersten Ausführungsform ausgeführt wird, ein Winkelspitzensignal eines Zielobjekts umfassen, das außerhalb eines Bereichs der aktuellen Verkehrsspur, wie etwa auf einer Verkehrsspur neben der aktuellen Verkehrsspur in dem Prädiktionsgebiet, vorhanden ist. Daher kann das Winkelspitzensignal außerhalb des Bereichs der aktuellen Verkehrsspur ein Kandidat für eine Kombination mit einem Winkelspitzensignal auf der aktuellen Verkehrsspur werden, und die Kombination der Winkelspitzensignale kann als History-Paardatensatz fertiggestellt werden. Der Prozess, der in der zweiten Ausführungsform beschrieben wird, ist ein Prozess des Verhinderns des Fertigstellens einer falschen Kombination als History-Paardatensatz.
Das Radargerät 10 in der zweiten Ausführungsform ist nahezu das gleiche wie das Radargerät 10 in der ersten Ausführungsform. Ein History-Paarungsprozess bei der zweiten Ausführungsform ist jedoch teilweise unterschiedlich. Die Differenzen werden nachstehend hauptsächlich mit Bezug auf 13 bis 16 beschrieben. Dabei wird das Winkelspitzensignal basierend auf einem Frequenzspitzensignal generiert. Daher weist das Winkelspitzensignal einen Parameter der Frequenz auf.
13 bildet einen Prädiktionsgebiet Su1 ab, in dem das Winkelspitzensignal in relativ geringer Entfernung von einem Fahrzeug CA vorhanden ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Prozess, der in einer ansteigenden Periode ausgeführt wird, als Beispiel beschrieben. Der Prozess wird jedoch auch für eine absteigende Periode ausgeführt. Die Winkelspitzensignale Pu1, Pu2 und Pu3 in der ansteigenden Periode sind Signale, die basierend auf einem Frequenzspitzensignal einer Frequenz fu1 generiert werden. Die Frequenz fu1 entspricht beispielsweise einem Längsabstand von 30 m. Das Prädiktionsgebiet Su1 wird als Bereich von ungefähr ±3 Klassen in einer Frequenzrichtung (y-Achse Richtung) und von ungefähr ±4 Grad in einer Winkelrichtung (x-Achsenrichtung) gegenüber einer Prädiktionsposition eines Schnittpunktes der Frequenz fu1 und eines Prädiktionswinkels θe definiert. Angesichts der Tatsache, dass der Prädiktionswinkel θe der seitliche Abstand von ±0 m ist, beträgt der seitliche Abstand des Prädiktionsgebiets Su1 ungefähr ±1,8 m, d. h. ungefähr 3,6 m, was eine aktuelle Verkehrsspur RC umfasst. Daher umfasst das Prädiktionsgebiet Su1 nur die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 eines vorausfahrenden Fahrzeugs Ta, das vor einem Trägerfahrzeug auf der aktuellen Verkehrsspur RC fährt. Mit anderen Worten umfasst der Prädiktionsgebiet Su1 nicht das Winkelspitzensignal Pu3 eines Fahrzeugs Tb in der Nähe, das auf einer rechten Verkehrsspur RR fährt.
Als nächstes wird ein Fall erklärt, bei dem das Winkelspitzensignal in relativ weiter Entfernung von dem Fahrzeug CA vorhanden ist. 14 bildet ein Prädiktionsgebiet Su2 ab, in dem das Winkelspitzensignal in relativ weiter Entfernung vorhanden ist. Die Winkelspitzensignale Pu1, Pu2 und Pu3 in der ansteigenden Periode in 14 sind Signale, die basierend auf einem Frequenzspitzensignal einer Frequenz fu2 generiert werden, was dem Längsabstand von 60 m entspricht. Das Prädiktionsgebiet Su2 wird als ein Bereich von ungefähr ±3 Klassen in der Frequenzrichtung (Y-Achsenrichtung) und ungefähr ±4 Grad in der Winkelrichtung (X-Achsenrichtung) gegenüber einer Prädiktionsposition eines Schnittpunktes der Frequenz fu2 und des Prädiktionswinkels θe definiert. Angesichts der Tatsache, dass der Prädiktionswinkel θe der seitliche Abstand von ±0 m ist, beträgt der seitliche Abstand des Prädiktionsgebiets Su2 ungefähr ±4,2 m, d. h. ungefähr 8,4 m, was die aktuelle Verkehrsspur RC und die nächsten Verkehrsspuren der rechten Verkehrsspur RR und einer linken Verkehrsspur RL umfasst. Daher umfasst das Prädiktionsgebiet Su2 die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 des vorausfahrenden Fahrzeugs Ta auf der aktuellen Verkehrsspur RC und auch das Winkelspitzensignal Pu3 des Fahrzeugs Tb in der Nähe, das auf der rechten Verkehrsspur RR fährt. Da die Winkelspitzensignale nicht nur des vorausfahrenden Fahrzeugs Ta sondern auch des Fahrzeugs Tb in der Nähe als Objektsignale zur erneuten Paarung enthalten sind, kann es sein, dass ein falsch gepaarter History-Paardatensatz bei dem Prozess der Neupaarung, der von dem History-Paarungsteil 18d ausgeführt wird, fertiggestellt wird.
In dem Maße, wie der Längsabstand des Winkelspitzensignals größer wird, führt der History-Paarungsteil 18d demnach einen Prozess des Einengens des Winkelbereichs in dem Prädiktionsgebiet aus. 15 bildet eine Situation ab, in der in dem Maße, wie der Längsabstand des Winkelspitzensignals größer wird, der Winkelbereich eingeengt wird. Wie in 15 gezeigt, wählt der Signalprozessor 18 das Winkelspitzensignal, das ein Kandidat für den Prozess der Neupaarung ist, aus einem Prädiktionsgebiet Su3 aus, dessen Winkelbereich ungefähr ±2 Grad enger ist der Winkelbereich von ungefähr t4 Grad des Prädiktionsgebiets Su1. Ein Einstellteil 18b passt den Winkelbereich des Prädiktionsgebiets an.
Die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 des vorausfahrenden Fahrzeugs Ta, das auf der aktuellen Verkehrsspur RC in dem Prädiktionsgebiet Su3 fährt, werden als Kandidaten zur Neupaarung ausgewählt. Mit anderen Worten wählt der Signalprozessor 18 nicht das Winkelspitzensignal Pu3 des Fahrzeugs Tb in der Nähe aus, das auf der rechten Verkehrsspur RR außerhalb des Prädiktionsgebiets Su3 fährt. Somit kann bei dem Prozess der Neupaarung das Radargerät 10 das Winkelspitzensignal, das außerhalb eines Bereichs der aktuellen Verkehrsspur RC, auf der das Fahrzeug CA fährt, vorhanden ist, aus den Kandidaten zur Neupaarung ausschließen.
Die vorstehenden Werte des Prädiktionswinkelbereichs des Prädiktionsgebiets gemäß dem Längsabstand des Winkelspitzensignals werden als Beispiele gezeigt, und es kann ein anderer Winkelbereich, der das Winkelspitzensignal ausschließen kann, das außerhalb des Bereichs der aktuellen Verkehrsspur RC vorhanden ist, verwendet werden. Beispielsweise für den Fall des Längsabstands des Winkelspitzensignals von ungefähr 50 m kann der Winkelbereich des Prädiktionsgebiets ungefähr ±2 Grad betragen, und für den Fall des Längsabstands des Winkelspitzensignals von 100 m kann der Winkelbereich des Prädiktionsgebiets ungefähr ±1 Grad betragen.
16 bildet ein Ablaufschema des Prozesses ab, der bei der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. Für den Fall, dass eine Mahalanobis-Distanz über einen vorbestimmten Wert hinausgeht (Nein in Schritt S133), stellt der History-Paarungsteil 18d den Prädiktionswinkelbereich gemäß dem Längsabstand des Winkelspitzensignals ein. Der Signalprozessor 18 wählt das Winkelspitzensignal in dem eingestellten Prädiktionswinkelbereich aus (Schritt S141). Mit anderen Worten wählt der Signalprozessor 18 das Winkelspitzensignal in einem vorbestimmten Winkelbereich (z. B. in dem Winkel von ungefähr ±4 Grad) in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode in Schritt S131 aus. In Schritt S141 wählt der Signalprozessor 18 das Winkelspitzensignal in dem Prädiktionswinkelbereich gemäß dem Längsabstand des Winkelspitzensignals aus. Beispielsweise für den Fall, dass der Längsabstand des Winkelspitzensignals 30 m beträgt, beträgt der Prädiktionswinkelbereich ungefähr ±4 Grad. Daher wird ein Winkelspitzensignal, welches das gleiche ist wie die Winkelspitzensignale, die in Schritt S131 ausgewählt wurden, ausgewählt. Des Weiteren beträgt für den Fall, dass der Längsabstand des Winkelspitzensignals 60 m beträgt, der Prädiktionswinkelbereich ungefähr ±2 Grad. Daher wird das Winkelspitzensignal, das in einem Bereich vorhanden ist, der schmaler als der Winkelbereich für den Längsabstand von 30 m ist, ausgewählt.
Nach der Auswahl des Winkelspitzensignals (Schritt S141), das in dem Winkelbereich vorhanden ist, gemäß dem Längsabstand des Winkelspitzensignals, führt der Signalprozessor 18 den Prozess der Neupaarung aus (Schritt S135 bis S137). Wie zuvor beschrieben, je größer der Längsabstand des Winkelspitzensignals wird, desto mehr engt das Radargerät 10 den Winkelbereich des Prädiktionsgebiets ein. Somit kann das Radargerät 10 das Winkelspitzensignal außerhalb des Bereichs der aktuellen Verkehrsspur RC, auf der das Fahrzeug CA fährt, aus den Kandidaten zur Neupaarung ausschließen und kann nur das Winkelspitzensignal in dem Bereich der aktuellen Verkehrsspur RC als Kandidat zur Neupaarung auswählen.
Die vorstehende Erklärung des Prozesses, der bei der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, beschreibt, dass der Signalprozessor 18 das Winkelspitzensignal in dem vorbestimmten Winkelbereich in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode in Schritt S131 auswählt, und der Signalprozessor 18 dann das Winkelspitzensignal in dem Prädiktionswinkelbereich gemäß dem Längsabstand des Winkelspitzensignals in Schritt S141 auswählt. Als anderer Prozess kann der Signalprozessor 18 zuerst den Prozess des Auswählens des Winkelspitzensignals in dem Prädiktionswinkelbereich gemäß dem Längsabstand des Winkelspitzensignals ausführen. Mit anderen Worten kann der Signalprozessor 18 den Schritt S141 anstelle des Schritts S131 ausführen.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform erklärt. Für den Fall, dass ein Winkelspitzensignal in relativ geringer Entfernung von einem Fahrzeug CA auf einer aktuellen Verkehrsspur RC, auf der das Fahrzeug CA fährt, vorhanden ist, führt ein Signalprozessor 18 eines Radargeräts 10 bei der dritten Ausführungsform einen Prozess der Neupaarung aus (Schritt S135 bis S137 in 10). Mit anderen führt der Signalprozessor 18 für den Fall, dass das Winkelspitzensignal in relativ weiter Entfernung von dem Fahrzeug CA vorhanden ist, oder für den Fall, dass das Winkelspitzensignal auf mindestens einer von einer nächsten linken Verkehrsspur RL und einer nächsten rechten Verkehrsspur RR vorhanden ist, jedoch nicht auf der aktuellen Verkehrsspur RC, auf der das Fahrzeug CA fährt, vorhanden ist, den Prozess der Neupaarung nicht aus, sondern führt nur den Prozess der History-Paarung basierend auf der Mahalanobis-Distanz aus. Auf Grund dieser Prozesse kann der Signalprozessor 18 die Verarbeitungslast reduzieren, die durch die Ableitung von Zielobjektinformationen verursacht wird, und kann verhindern, dass eine falsche Kombination des Winkelspitzensignals auf der aktuellen Verkehrsspur und des Winkelspitzensignals auf der nächsten Verkehrsspur als History-Paardatensatz fertiggestellt wird.
Die Struktur und Funktion des Radargeräts 10 bei der dritten Ausführungsform sind die gleichen wie die Struktur und Funktion des Radargeräts 10 bei der ersten Ausführungsform, außer dass der Signalprozessor 18 bei der dritten Ausführungsform einen Detektor 18e umfasst. Ein History-Paarungsprozess bei der dritten Ausführungsform ist jedoch teilweise unterschiedlich. Eine Differenz wird nachstehend hauptsächlich mit Bezug auf 17 bis 18 erklärt.
17A bildet ein Blockschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems 1 bei der dritten Ausführungsform ab. Der Signalprozessor 18 des Radargeräts 10 umfasst den Detektor 18e. Der Detektor 18e detektiert, ob eine Kombination der Winkelspitzensignale in einem vorherigen Prozess in einem kleinen Abstandsbereich, wobei es sich um einen Bereich in relativ geringer Entfernung von dem Fahrzeug CA handelt, in einem aktuellen Verkehrsspurgebiet, wobei es sich um einen Bereich der aktuellen Verkehrsspur RC handelt, auf der das Fahrzeug CA fährt, vorhanden ist oder nicht.
17B bildet ein aktuelles Verkehrsspurgebiet ML ab, welches das Objektsignal zur Neupaarung umfasst. Angesichts der Tatsache, dass sich das Fahrzeug CA in einem Längsabstand von 0 m und in einem seitlichen Abstand von ±0 m befindet, ist das aktuelle Verkehrsspurgebiet ML ein rechteckiges Gebiet, das den Längsabstand, der 30 m entspricht, und den seitlichen Abstand, der ungefähr ±1,5 m, d. h. ungefähr 3,0 m, entspricht, aufweist. Das aktuelle Verkehrsspurgebiet ML kann eine andere Form als die eines Rechtecks aufweisen (z. B. Trapez und Ellipse). Bei dieser Ausführungsform wird ein Prozess, der in einer ansteigenden Periode ausgeführt wird, als Beispiel beschrieben. Der Prozess wird jedoch auch für eine absteigende Periode ausgeführt.
Für den Fall, dass das Winkelspitzensignal in dem aktuellen Prozess abgeleitet wird, bestimmt der Detektor 18e, ob sich eine Position, die durch einen gefilterten Datensatz dargestellt wird, der in dem vorherigen Prozess abgeleitet wurde (nachstehend als „vorheriger gefilterter Datensatz” bezeichnet) und der Kontinuität mit dem Winkelspitzensignal aufweist, in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML befindet oder nicht. Für den Fall, dass sich das Winkelspitzensignal in dem aktuellen Prozess (nachstehend als „aktuelles Winkelspitzensignal” bezeichnet) in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML befindet, führt der Signalprozessor 18 den Prozess der Neupaarung aus. Genauer gesagt sind in 17B die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 eines vorausfahrenden Fahrzeugs Ta in einem Prädiktionsgebiet Su11 vorhanden, das von einem Prädiktionsfrequenzbereich basierend auf einer Frequenz fu11 und von einem Prädiktionswinkelbereich basierend auf einem Prädiktionswinkel θe definiert wird. Für den Fall, dass die Detektor 18e den vorherigen gefilterten Datensatz detektiert, der Kontinuität mit den Winkelspitzensignalen Pu1 und Pu2 in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML aufweist, werden die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 als Objektsignale zur Neupaarung angesehen.
Andererseits ist ein Winkelspitzensignal Pu12 eines Fahrzeugs Tb in der Nähe in einem Prädiktionsgebiet Su12 vorhanden, das von dem Prädiktionsfrequenzbereich basierend auf einer Frequenz fu1 und von dem Prädiktionswinkelbereich basierend auf einem Prädiktionswinkel (z. B. ungefähr +4 Grad) definiert wird. Da der Detektor 18e jedoch keinen vorherigen gefilterten Datensatz detektiert, der Kontinuität mit dem Winkelspitzensignal Pu12 in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML aufweist, wird das Winkelspitzensignal Pu12 nicht als Objektsignal zur Neupaarung angesehen.
Wie zuvor erwähnt, für den Fall, dass der vorherige gefilterte Datensatz, der Kontinuität mit dem aktuellen Winkelspitzensignal aufweist, in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML detektiert wird, wählt der Signalprozessor 18 eine Kombination, die das aktuelle Winkelspitzensignal umfasst, als Paar für den History-Paarungsprozess aus. Für den Fall, dass die Kombination der Winkelspitzensignale eine Paarungsberechtigungsbedingung nicht erfüllt, wird die Kombination dann zu einem Paar für den Prozess der Neupaarung.
Für den Fall, dass der gefilterte Datensatz aus dem vorherigen Prozess, der Kontinuität mit dem aktuellen Winkelspitzensignal aufweist, außerhalb des aktuellen Verkehrsspurgebiets ML vorhanden ist, wählt der Signalprozessor 18 eine Kombination der aktuellen Winkelspitzensignale als Kombination für den History-Paarungsprozess. Für den Fall, dass die Kombination, die das Winkelspitzensignal umfasst, keine Paarungsberechtigungsbedingung erfüllt, wählt der Signalprozessor 18 die Kombination nicht als Kombination für den Prozess der Neupaarung aus, sondern führt einen Extrapolationsprozess aus.
Wie zuvor beschrieben, um zu entscheiden, ob sich die Position des Zielobjekts in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML befindet oder nicht, verwendet der Signalprozessor 18 nicht das Winkelspitzensignal, sondern verwendet den vorherigen gefilterten Datensatz, weil der Prozess des Paarens der Winkelspitzensignale nicht beendet wurde, so dass der Längsabstand und der seitliche Abstand zum Zielobjekt nicht genau berechnet wurden. Daher detektiert der Detektor 18e, ob sich das Zielobjekt in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML befindet oder nicht, unter Verwendung des gefilterten Datensatzes, der nach dem vorherigen Paarungsprozess generiert wird.
18 bildet ein Ablaufschema des Prozesses ab, der in der dritten Ausführungsform ausgeführt wird. Wenn die Mahalanobis-Distanz über einen vorbestimmten Wert hinausgeht (Nein in Schritt S133), bestimmt der Signalprozessor 18, ob der Detektor 18e den vorherigen gefilterten Datensatz in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML detektiert hat oder nicht (Schritt S142). Mit anderen Worten bestimmt der Signalprozessor 18, ob der vorherige gefilterte Datensatz ein Datensatz höchster Priorität für die Fahrzeugsteuerung, wie etwa die ACC, ist oder nicht.
Für den Fall, dass sich der vorherige gefilterte Datensatz in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML befindet (Ja in Schritt S142), führt der History-Paarungsteil 18d den Prozess der Neupaarung einer anderen Kombination als einer Kombination aus, die das Winkelspitzensignal umfasst, das einen Winkel aufweist, der dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegt (Schritt S135 bis S137). Somit kann das Radargerät 10 die Verarbeitungslast bei der Ableitung der Zielobjektinformationen reduzieren und kann auch verhindern, dass eine falsche Kombination als History-Paardatensatz fertiggestellt wird. Des Weiteren beendet für den Fall, dass der vorherige gefilterten Datensatz nicht in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet ML vorhanden ist (Nein in Schritt S142), der Signalprozessor 18 den Prozess und führt den Extrapolationsprozess aus.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform erklärt. Ein Signalprozessor 18 eines Radargeräts 10 bei der vierten Ausführungsform wählt nur ein Winkelspitzensignal, das in einem Bereich einer aktuellen Verkehrsspur vorhanden ist, der basierend auf einem relativen seitlichen Abstand definiert wird, als Objektsignal zur Neupaarung in dem History-Paarungsprozess, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, aus.
Genauer gesagt erzielt der Signalprozessor 18 einen Radiuswert einer Kurve mit Bezug auf eine aktuelle Verkehrsspur RC, auf der ein Fahrzeug CA fährt, von einem Fahrzeug-Controller 20. Der Radiuswert der Kurve wird von dem Fahrzeug-Controller 20 basierend auf einem Drehwinkel eines Lenkradsensors 22 abgeleitet. Der Radiuswert der Kurve kann nach einem anderen Verfahren abgeleitet werden, beispielsweise basierend auf einem Bild, das von einer Kamera aufgenommen wird. Der Signalprozessor 18 berechnet einen relativen seitlichen Abstand des Winkelspitzensignals basierend auf dem Radius der Kurve und wählt das Winkelspitzensignal, dessen relativer seitlicher Abstand sich auf der aktuellen Verkehrsspur RC befindet, als Objektsignal zur Neupaarung aus.
Dabei gibt es zwei Arten des seitlichen Abstands, von denen eine ein absoluter seitlicher Abstand ist und die andere der relative seitliche Abstand ist. Angesichts der Tatsache, dass sich eine Übertragungsachse Ce in dem seitlichen Abstand von ±0 m in einer Richtung erstreckt, in der eine Übertragungswelle von dem Radargerät 10 übertragen wird, ist der absolute seitliche Abstand ein Abstand in einer Richtung, die im Wesentlichen orthogonal zur Übertragungsachse Ce ist. Der relative seitliche Abstand ist ein Abstand in einer Richtung, die diagonal zu einer Achse ist, die durch Krümmen der Übertragungsachse Ce basierend auf dem Radiuswert der Kurve (z. B. einer Bezugsachse Ce1 in 20) generiert wird. Wenn der seitliche Abstand abgeleitet wird, leitet der Signalprozessor 18 mindestens einen von den beiden seitlichen Abständen ab.
Für den Fall, dass das Fahrzeug CA auf einer Verkehrsspur fährt, deren Kurvenradius gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (z. B. 300 m oder weniger), falls der Signalprozessor 18 alle Winkelspitzensignale in einem Prädiktionsgebiet als Kandidatensignale für eine Kombination zur Neupaarung auswählt, kann ein Winkelspitzensignal eines Fahrzeugs in der Nähe, das auf einer nächsten Verkehrsspur fährt, in die Kandidatensignale einbezogen werden. Daraufhin kann es sein, dass der Signalprozessor 18 eine falsche Kombination als History-Paardatensatz fertigstellt. Für den Fall, dass das Fahrzeug CA auf einer Verkehrsspur fährt, deren Kurvenradius gleich oder kleiner ist als der vorbestimmte Wert (nachstehend als „kurvige Verkehrsspur” bezeichnet), wird der Prozess bei der vierten Ausführungsform ausgeführt, um die Winkelspitzensignale auszuschließen, die zu einer falschen Kombination aus den Objektsignalen zur Neupaarung führen.
Die Struktur und der Prozess des Radargeräts 10 bei der vierten Ausführungsform sind die gleichen wie die Struktur und der Prozess des Radargeräts 10 bei der ersten Ausführungsform, außer dass der Signalprozessor 18 bei der vierten Ausführungsform einen Erzielungsteil 18f und einen Rechenteil 18g umfasst. Ein History-Paarungsprozess bei der vierten Ausführungsform ist jedoch teilweise unterschiedlich. Der Unterschied wird nachstehend hauptsächlich mit Bezug auf 19 bis 21 erklärt. Bei dieser Ausführungsform wird der Prozess, der in einer ansteigenden Periode ausgeführt wird, als Beispiel beschrieben. Der Prozess wird jedoch auch für eine absteigende Periode beschrieben.
19A bildet ein Blockschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems 1 bei der vierten Ausführungsform ab. Der Signalprozessor 18 des Radargeräts 10 umfasst den Erzielungsteil 18f und den Rechenteil 18g. Der Erzielungsteil 18f erzielt den Radiuswert der Kurve einer Verkehrsspur, auf der das Fahrzeug CA fährt. Der Rechenteil 18g berechnet den relativen seitlichen Abstand eines Zielobjekts, das durch Zielobjektinformationen dargestellt wird, basierend auf dem erzielten Radiuswert der Kurve.
Dabei ist auf einer kurvigen Verkehrsspur eine Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs CA in eine Richtung geneigt, in der ein Lenkrad des Fahrzeugs CA gedreht wird. Daher ist die Übertragungsachse Ce des Radargeräts 10 ebenfalls in die Richtung geneigt, in der die Fahrzeugkarosserie geneigt ist, so dass das Winkelspitzensignal auf der nächsten Verkehrsspur in dem Prädiktionsgebiet enthalten sein kann. 19B bildet eine Situation ab, in der ein Winkelspitzensignal Pu4 eines Fahrzeugs Tc in der Nähe in einem Prädiktionsgebiet Su5 einer kurvigen Verkehrsspur enthalten ist. Wie in 19B gezeigt, ist für den Fall, dass ein Kandidat für die Kombination aus dem Prädiktionsgebiet Su5 ausgewählt wird, das basierend auf dem absoluten seitlichen Abstand definiert wird, die Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs CA geneigt, wenn das Lenkrad zu Beginn einer Kurve gedreht wird. Entsprechend ist die Übertragungsachse Ce in die Richtung geneigt, in der die Fahrzeugkarosserie geneigt ist, so dass das Winkelspitzensignal Pu4 des Fahrzeugs Tc in der Nähe auf einer linken Verkehrsspur RL in dem Prädiktionsgebiet Su5 enthalten ist. Daraufhin kann der Signalprozessor 18 das Winkelspitzensignal Pu4 als Kandidat für die Kombination auswählen, die zur Neupaarung zu verarbeiten ist.
Der Signalprozessor 18 in der vierten Ausführungsform wählt einen Kandidaten für die Kombination basierend auf einem Prädiktionsgebiet, das basierend auf dem relativen seitlichen Abstand definiert wird. Der Erzielungsteil 18f erzielt den Radiuswert der Kurve von dem Fahrzeug-Controller 20. Mit anderen Worten erzielt der Erzielungsteil 18f den Radiuswert der Kurve der Verkehrsspur, auf der das Fahrzeug CA fährt. Dann leitet der Rechenteil 18g den relativen seitlichen Abstand basierend auf einer nachstehenden Formel (5) ab. In der Formel (5) bezieht sich Srd auf den relativen seitlichen Abstand, und Sad bezieht sich den absoluten seitlichen Abstand, und CR bezieht sich auf den Kurvenradius. Der absolute seitliche Abstand wird basierend auf der zuvor erwähnten Formel (1) und einem Winkel eines Paardatensatzes unter Verwendung von trigonometrischen Funktionen abgeleitet. Daher wird der relative seitliche Abstand eines vorherigen gefilterten Datensatz, der Kontinuität mit einem aktuellen Winkelspitzensignal aufweist, als relativer seitlicher Abstand des Winkelspitzensignals verwendet.
Formel 5
20 bildet die Auswahl des Winkelspitzensignals als einen Kandidaten für den Prozess der Neupaarung ab, der basierend auf dem relativen seitlichen Abstand ausgeführt wird. Der Signalprozessor 18 wählt nur die Winkelspitzensignale Pu1 und Pu2 in einem Bereich des relativen seitlichen Abstands von ungefähr ±1,8 m gegenüber der Bezugsachse Ce1 von ±0 m, d. h. ungefähr 3,6 m, als Kandidaten zur Neupaarung aus den Winkelspitzensignalen in dem Prädiktionsgebiet Su5 aus. Mit anderen Worten wählt der Signalprozessor 18 als Kandidaten zur Paarung nicht das Winkelspitzensignal Pu4 aus, selbst in dem Prädiktionsgebiet Su5, weil das Winkelspitzensignal Pu4 außerhalb des Bereichs des relativen seitlichen Abstands von –1,8 m (z. B. dem relativen seitlichen Abstand von –2,2 m) vorhanden ist. Somit kann selbst für den Fall, dass das Fahrzeug CA auf der kurvigen Verkehrsspur fährt, das Radargerät 10 nur das Winkelspitzensignal, das auf der aktuellen Verkehrsspur RC vorhanden ist, auf der das Fahrzeug CA fährt, als Kandidaten für die Kombination, die zur Neupaarung zu verarbeiten ist, auswählen.
21 ist ein Ablaufschema des Prozesses, der in der vierten Ausführungsform ausgeführt wird. Für den Fall, dass die Mahalanobis-Distanz über den vorbestimmten Wert hinausgeht (Nein in Schritt S133), bestimmt der Signalprozessor 18, ob der relative seitliche Abstand des Winkelspitzensignals eines anderen Kandidaten in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode gleich oder kleiner als ungefähr ±1,8 m ist oder nicht (Schritt S143). Der unterschiedliche Kandidat ist ein anderer Kandidat als der Kandidat für die Kombination der Winkelspitzensignale, die Winkel aufweisen, die dem Prädiktionswinkel θe am nächsten liegen. Der unterschiedliche Kandidat ist das Winkelspitzensignal, das in dem Prädiktionsgebiet vorhanden ist. Für den Fall, dass der relative seitliche Abstand des unterschiedlichen Kandidaten gleich oder kleiner als ungefähr ±1,8 m ist (Ja in Schritt S143), verarbeitet der Prozessor 18 den Kandidaten zur Neupaarung (aus den Schritten S135 bis S137).
Des Weiteren für den Fall, dass der relative seitliche Abstand des unterschiedlichen Kandidaten über ungefähr ±1,8 m hinausgeht (Nein in Schritt S143), beendet der Signalprozessor 18 den Prozess und führt den Extrapolationsprozess aus. Für den Fall, dass das Fahrzeug CA auf einer kurvigen Verkehrsspur fährt, kann das Radargerät 10 somit nur das Winkelspitzensignal auf der aktuellen Verkehrsspur RC, auf der das Fahrzeug fährt, als Kandidaten zur Neupaarung auswählen, und kann verhindern, dass eine falsche Kombination abgeleitet wird.
Fünfte Ausführungsform
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform erklärt. Ein Signalprozessor 18 eines Radargeräts 10 bei der fünften Ausführungsform paart ein Winkelspitzensignal in einer ansteigenden Periode und ein Winkelspitzensignal in einer absteigenden Periode, welche die größte Wahrscheinlichkeit aufweisen, mit demselben Reflexionspunkt verknüpft zu werden, aus allen möglichen Kombinationen der Winkelspitzensignale in Prädiktionsgebieten in der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode, in dem History-Paarungsprozess, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Ein History-Paarungsprozess bei der fünften Ausführungsform ist teilweise anders als der Prozess bei der ersten Ausführungsform. Der Unterschied wird nachstehend hauptsächlich mit Bezug auf 22 bis 23 erklärt.
22 bildet mögliche Kombinationen von Winkelspitzensignalen in einem Prädiktionsgebiet Su6 in der ansteigenden Periode und von Winkelspitzensignalen in einem Prädiktionsgebiet Sd6 in der absteigenden Periode ab. Die Winkelspitzensignale Pu1, Pu2 und Pu3 in dem Prädiktionsgebiet Su6 in der ansteigenden Periode werden basierend auf einem Frequenzspitzensignal einer Frequenz fu3 generiert, die Winkelspitzensignale Pd1 und Pd3 in dem Prädiktionsgebiet Sd6 in der absteigenden Periode werden basierend auf einem Frequenzspitzensignal einer Frequenz fd3 generiert. Der Signalprozessor 18 führt einen Paarungsprozess unter Verwendung der Mahalanobis-Distanz aus, basierend auf allen möglichen Kombinationen der Winkelspitzensignale Pu1, Pu2 und Pu3 und der Winkelspitzensignale Pd1 und Pd3. In diesem Fall bestimmt der Signalprozessor 18, ob jede aller sechs Kombinationen eine Paarungsberechtigungsbedingung erfüllt oder nicht.
23 bildet ein Ablaufschema des Prozesses ab, der bei der fünften Ausführungsform ausgeführt wird. Der Signalprozessor 18 bestimmt, ob das Winkelspitzensignal in einem Prädiktionswinkelbereich (ungefähr ±4 Grad), der einen Prädiktionswinkel θe als Referenz aufweist, in der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden ist oder nicht (Schritt S131). Für den Fall, dass kein Winkelspitzensignal in dem Prädiktionswinkelbereich in einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden ist (Nein in Schritt S131), beendet der Signalprozessor 18 den Prozess, ohne einen History-Paardatensatz fertigzustellen.
Für den Fall, dass das Winkelspitzensignal in den Prädiktionswinkelbereichen vorhanden ist (Ja in Schritt S131), bestimmt der Signalprozessor 18, ob eine Kombination, die eine Mahalanobis-Distanz aufweist, die gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist (z. B. 60 oder weniger), unter allen möglichen Kombinationen aller Winkelspitzensignale in der ansteigenden Periode und aller Winkelspitzensignale in der absteigenden Periode vorhanden ist oder nicht (Schritt S144). Für den Fall, dass die Kombination, welche die Mahalanobis-Distanz aufweist, die gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, vorhanden ist (Ja in Schritt S144), stellt ein History-Paarungsteil 18d die Kombination als History-Paardatensatz fertig (Schritt S134). Für den Fall, dass keine Kombination, welche die Mahalanobis-Distanz aufweist, die gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, vorhanden ist (Nein in Schritt S144), beendet der History-Paarungsteil 18d den Prozess. Des Weiteren für den Fall, dass mehrere Kombinationen, welche Mahalanobis-Distanzen aufweisen, die gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert sind, vorhanden sind, stellt der History-Paarungsteil 18d die Kombination, welche die kleinste Mahalanobis-Distanz aufweist, als History-Paardatensatz fertig. Selbst für den Fall, dass mehrere Winkelspitzensignale in dem Prädiktionsgebiet vorliegen, kann das Radargerät 10 somit mit Sicherheit eine richtig gepaarte Kombination als Paardatensatz fertigstellen und kann eine tatsächliche Position eines Zielobjekts ableiten.
Sechste Ausführungsform
Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform erklärt. Ein Signalprozessor 18 eines Radargeräts 10 stellt eine Vielzahl von Flächen in einem Prädiktionsgebiet in dem History-Paarungsprozess ein, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Bei einem Prozess der Neupaarung wählt der Signalprozessor 18 eine mögliche Fläche zur Neupaarung aus der Vielzahl von Flächen basierend auf einer Position eines Winkelspitzensignals in dem Prädiktionsgebiet aus.
Die Struktur und Funktion des Radargeräts 10 bei der sechsten Ausführungsform sind die gleichen wie die Struktur und Funktion des Radargeräts 10 bei der ersten Ausführungsform, außer dass der Signalprozessor 18 einen Teiler 18h umfasst. Ein History-Paarungsprozess bei der sechste Ausführungsform ist jedoch teilweise unterschiedlich. Der Unterschied wird nachstehend hauptsächlich mit Bezug auf 24 bis 25 erklärt.
24A bildet ein Blockschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems 1 der sechsten Ausführungsform ab. Der Signalprozessor 18 des Radargeräts 10 umfasst den Teiler 18h. Der Teiler 18h unterteilt das Prädiktionsgebiet in die Vielzahl von Flächen, basierend auf einem Winkel.
24B bildet eine Situation ab, in der die Prädiktionsgebiete in einer ansteigenden Periode und einer absteigende Periode in die Vielzahl von Flächen unterteilt werden. Der Teiler 18h unterteilt ein Prädiktionsgebiet Su in der ansteigenden Periode und ein Prädiktionsgebiet Sd in der absteigenden Periode in drei Flächen, jeweils in eine mittlere Fläche TE, eine linke Fläche LE und eine rechte Fläche RE, basierend auf Winkeln. Die mittlere Fläche TE, die linke Fläche LE und die rechte Fläche RE befinden sich in dem gleichen Frequenzbereich (ungefähr ±3 Klassen) in dem Prädiktionsgebiet Su (Sd) und werden basierend auf Winkeln unterteilt, die sich voneinander unterscheiden. Genauer gesagt reicht ein Winkelbereich der mittleren Fläche TE von –2 Grad bis +2 Grad. Die Winkelbereiche der linken Fläche LE und der rechten Fläche RE reichen jeweils von –2 Grad bis –4 Grad und von +2 Grad bis +4 Grad.
Für den Fall, dass der Prozess der Neupaarung ausgeführt wird, unterteilt der Teiler 18h das Prädiktionsgebiet in die Vielzahl von Flächen. Für den Fall, dass das Winkelspitzensignal in den mittleren Flächen TE in einer der Perioden vorhanden ist, wählt ein Signalprozessor 18 ein Winkelspitzensignal in einer von der mittleren Fläche TE, der linken Fläche LE und der rechten Fläche RE in der anderen Periode als einen Kandidaten für eine Kombination mit dem Winkelspitzensignal in der mittleren Fläche TE aus. Des Weiteren für den Fall, dass das Winkelspitzensignal in der linken Fläche LE in einer der Perioden vorhanden ist, wählt der Signalprozessor 18 ein Winkelspitzensignal in einer von der linken Fläche LE und der mittleren Fläche TE in der anderen Periode als einen Kandidaten für eine Kombination mit dem Winkelspitzensignal in der linken Fläche LE aus und wählt ein Winkelspitzensignal in der rechten Fläche RE in der anderen Periode nicht als Kandidaten für die Kombination mit dem Winkelspitzensignal in der linken Fläche LE aus.
Für den Fall, dass das Winkelspitzensignal in der rechten Fläche RE in einer der Perioden vorhanden ist, wählt der Signalprozessor 18 ferner ein Winkelspitzensignal in einer von der rechten Fläche RE und der mittleren Fläche TE in der anderen Periode als einen Kandidaten für eine Kombination mit dem Winkelspitzensignal in der rechten Fläche RE aus, wählt aber kein Winkelspitzensignal in der linken Fläche LE in der anderen Periode als Kandidaten für die Kombination mit dem Winkelspitzensignal in der rechten Fläche RE aus. Mit anderen Worten für den Fall, dass das Winkelspitzensignal in einer von der linken Fläche und der rechten Fläche in der ansteigenden Periode vorhanden ist, wählt der Signalprozessor 18 kein Winkelspitzensignal in der anderen Fläche von der linken Fläche und der rechten Fläche in der absteigenden Periode als Kandidaten für die Kombination mit dem Winkelspitzensignal aus.
Genauer gesagt, wie in 24 gezeigt, für den Fall, dass eine Mahalanobis-Distanz einer Kombination von Winkelspitzensignalen Pu2 und Pd1, die einem Prädiktionswinkel (θe) jeweils in der ansteigenden Periode und in der absteigenden Periode am nächsten liegen, über einen vorbestimmten Wert hinausgeht, unterteilt der Teiler 18h das Prädiktionsgebiet Su (Sd) in die drei Flächen.
Dann wählt der Signalprozessor 18 eine mögliche Kombination aus, die anders als die Kombination der Winkelspitzensignale Pu2 und Pd1 ist. Mit anderen Worten wählt der Signalprozessor 18 einen Kandidaten für das Winkelspitzensignal in der absteigenden Periode basierend auf der linken Fläche LE aus, in der das Winkelspitzensignal Pu1 vorhanden ist. Der Signalprozessor 18 wählt das Winkelspitzensignal Pd1 in der linken Fläche LE der absteigenden Periode als Kandidaten für die Kombination mit dem Winkelspitzensignal Pu1 aus. Dann für den Fall, dass ein Winkelsignalpegel der Kombination der Winkelspitzensignale Pu1 und Pd1 gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, stellt der History-Paarungsteil 18d die Kombination als History-Paardatensatz fertig.
Für den Fall, dass ein unterschiedliches Winkelspitzensignal in der mittleren Fläche TE in der absteigenden Periode vorhanden ist, ist das unterschiedliche Winkelspitzensignal auch ein Kandidat für die Kombination mit dem Winkelspitzensignal Pu1. Der Signalprozessor 18 stellt die Kombination des Winkelspitzensignals, das eine kleinere Winkelsignalpegeldifferenz gegenüber dem Winkelspitzensignal Pu1 aufweist, als History-Paardatensatz fertig. Für den Fall, dass ein unterschiedliches Winkelspitzensignal in der rechten Fläche RE in der absteigenden Periode vorhanden ist, wählt der Signalprozessor 18 das unterschiedliche Winkelspitzensignal nicht als Kandidaten für die Kombination mit dem Winkelspitzensignal Pu1 aus. Wie zuvor beschrieben, schließt das Radargerät 10 eine Kombination der Winkelspitzensignale, deren Winkel sehr unterschiedlich voneinander sind, aus den Objektsignalen zum Paaren aus. Daher kann das Radargerät 10 als Paardatensatz eine Kombination der Winkelspitzensignale, welche die größte Wahrscheinlichkeit aufweisen, mit demselben Reflexionspunkt verknüpft zu sein, fertigstellen.
25 bildet ein Ablaufschema des Prozesses ab, der bei der sechsten Ausführungsform ausgeführt wird. Für den Fall, dass die Mahalanobis-Distanz über den vorbestimmten Wert hinausgeht (Nein in Schritt S133), bestimmt der Bestimmungsteil 18c, ob eine Vielzahl von Winkelspitzensignalen in mindestens einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode in einem Prozess der Neupaarung vorhanden ist oder nicht (Schritt S135). Für den Fall, dass die Vielzahl von Winkelspitzensignalen in mindestens einer der Perioden vorhanden ist (Ja in Schritt S135), unterteilt der Teiler 18h das Prädiktionsgebiet Su (Sd) in die Vielzahl von Flächen (die mittlere Fläche TE, die linke Fläche LE und die rechte Fläche RE), basierend auf Winkeln (Schritt S145).
Dann wählt der Signalprozessor 18 eine Kombination, welche die kleinste Winkeldifferenz zwischen den Winkelspitzensignalen in der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode aufweist, aus den Winkelspitzensignalen in den Flächen aus, in denen eine Kombination möglich ist (Schritt S146). Für den Fall, dass die Winkelsignalpegeldifferenz gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist (Ja in Schritt S137), stellt der History-Paarungsteil 18d die Kombination als Paardatensatz fertig. Somit kann das Radargerät 10 die Kombination der Winkelspitzensignale in einem relativ großen seitlichen Abstand ausschließen und kann die Kombination der Winkelspitzensignale in einem relativ geringen Abstand in der seitlichen Richtung als History-Paardatensatz fertigstellen.
Die Anzahl der Vielzahl von unterteilten Flächen des Prädiktionsgebiets bei der Ausführungsform ist ein Beispiel. Die unterteilten Flächen können anders als drei sein (z. B. vier). Des Weiteren können die Winkel, die verwendet werden, um das Prädiktionsgebiet zu unterteilen, anders sein als die Winkel, die bei der Ausführungsform verwendet werden.
4. Änderungen
Vorstehend wurden die Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen eingeschränkt, sondern es sind diverse Änderungen möglich. Eine derartige Änderung wird nachstehend beschrieben. Alle Formen, welche die vorhergehenden Ausführungsformen und die nachstehend beschriebenen Änderungen umfassen, können nach Belieben kombiniert werden.
Die Anzahl der Sendeantennen 11 und der Empfangsantennen 12 beträgt bei den Ausführungsformen jeweils zwei und vier. Die Anzahl der Sendeantennen 11 und der Empfangsantennen 12 kann jedoch anders als die zuvor erwähnte Anzahl sein.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen werden die Übertragungsbereiche Tr1 und Tr2 erklärt, indem die konkreten Winkel basierend auf der Übertragungsachse Ce von ±0 Grad gezeigt werden. Diese Winkel sind jedoch Beispiele, und es können andere Winkel verwendet werden, um die Bereiche zu definieren.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen wird der Längsabstand zum Zielobjekt als die Entfernung von dem Zielobjekt zu dem Punkt erklärt, an dem die Reflexionswelle, die an dem Zielobjekt reflektiert wird, von der Empfangsantenne 12 empfangen wird. Der Längsabstand eines Zielobjekts, das in einem anderen Winkel als die Übertragungsachse Ce (±0 Grad) vorhanden ist, kann jedoch als eine Entfernung auf der Übertragungsachse Ce (±0 Grad), die unter Verwendung von trigonometrischen Funktionen eines Winkels des Zielobjekts abgeleitet wird, und die Entfernung von dem Zielobjekt zu dem Punkt, an dem die Reflexionswelle, die an dem Zielobjekt reflektiert wird, von der Empfangsantenne 12 empfangen wird, definiert werden.
Des Weiteren werden in den vorstehenden Ausführungsformen der aktuelle Prozess und der vorherige Prozess als zeitlich aufeinanderfolgende Prozesse erklärt. Andererseits kann der vorherige Prozess einen oder mehrere frühere aufeinanderfolgende Prozesse umfassen, die vor dem vorherigen Prozess ausgeführt wurden (z. B. zwei Prozesse vor dem aktuellen Prozess).
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird ESPRIT von dem Radargerät 10 verwendet, um einen Winkel zu schätzen. ESPRIT ist jedoch ein Beispiel und es können andere Verfahren verwendet werden, wie etwa digitale Strahlenformung (DFB), ein Propagatorverfahren, das auf einer verbesserten räumlichen Glättungsmatrix Matrix (PRISM) und mehrfacher Signalklassifizierung (MUSIC) basiert.
Ferner kann das Radargerät 10 in bei den vorstehenden Ausführungsformen für eine andere Einrichtung als das Fahrzeug CA verwendet werden. Beispielsweise kann das Radargerät 10 für Flugzeuge, Schiffe usw. verwendet werden.
Bei der vorstehenden Ausführungsform werden die diversen Funktionen durch eine Software umgesetzt, welche die CPU verwendet, welche die arithmetische Verarbeitung gemäß dem Programm ausführt. Ein Teil der Funktionen kann jedoch von einer elektrischen Hardware-Schaltung umgesetzt werden. Dagegen kann ein Teil der Funktionen, die von der Hardware ausgeführt werden, durch Software umgesetzt werden.
Obwohl die Erfindung ausführlich gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorstehende Beschreibung in jeder Hinsicht erläuternd und nicht einschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche andere Änderungen und Variationen erdacht werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Radargerät, das in einem Fahrzeug eingebaut ist und konfiguriert ist, um eine Reflexionswelle zu empfangen, die an einem Zielobjekt reflektiert wird, und um eine Position des Zielobjekts abzuleiten, wobei ein Ableitungsteil (18a) ein Prädiktionsspitzensignal in jeder von einer ansteigenden Periode, in der eine Frequenz eines Sendesignals zunimmt, und in einer absteigenden Periode, in der die Frequenz des Sendesignals abnimmt, ableitet, wobei sich die Frequenz des Sendesignals in einem vorbestimmten Zyklus ändert; ein Einstellteil (18b) ein Prädiktionsgebiet, das einen vorbestimmten Bereich aufweist, der basierend auf einer Prädiktionsposition eines Winkelspitzensignals definiert wird, in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode basierend auf dem Prädiktionsspitzensignal einstellt; ein Bestimmungsteil (18c) bestimmt, ob eine Vielzahl der Winkelspitzensignale in dem Prädiktionsgebiet in mindestens einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden ist oder nicht; und für den Fall, dass ein erstes Winkelspitzensignal, das der Prädiktionsposition in der ansteigenden Periode am nächsten liegt, und ein zweites Winkelspitzensignal, das der Prädiktionsposition in der absteigenden Periode am nächsten liegt, eine Paarungsbedingung erfüllen, ein Paarungsteil (18d) eine Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals als Paardatensatz fertigstellt, und für den Fall, dass die Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals die Paarungsbedingung nicht erfüllt, wobei die Vielzahl von Winkelspitzensignalen in dem Prädiktionsgebiet in mindestens einer von den Perioden vorhanden ist, und wobei eine andere Kombination als die Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals eine Neupaarungsbedingung erfüllt, der Paarungsteil (18d) die andere Kombination als Paardatensatz fertigstellt.
Radargerät nach Anspruch 1, wobei die Paarungsbedingung darin besteht, dass eine Mahalanobis-Distanz basierend auf dem ersten und dem zweiten Winkelspitzensignal gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und die Neupaarungsbedingung darin besteht, dass eine Winkeldifferenz von zwei Winkelspitzensignalen der anderen Kombination die kleinste ist, und dass eine Signalpegeldifferenz zwischen den beiden Winkelspitzensignalen der anderen Kombination gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: einen Detektor (18e), der detektiert, ob die Kombination der Winkelspitzensignale in einem kleinen Abstandsbereich, wobei es sich um einen Bereich in relativ geringer Entfernung von dem Fahrzeug handelt, in einem aktuellen Verkehrsspurgebiet, das ein Bereich einer aktuellen Verkehrsspur ist, auf der das Fahrzeug fährt, vorhanden ist oder nicht, wobei für den Fall, dass die Kombination der Winkelspitzensignale in dem aktuellen Verkehrsspurgebiet vorhanden ist, der Paarungsteil (18d) die andere Kombination als Paardatensatz fertigstellt.
Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei, in dem Maße, wie der Längsabstand in einem Zielobjektdatensatz des Zielobjekts zunimmt, der Einstellteil (18b) den Winkelbereich des Prädiktionsgebiets reduziert.
Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: einen Erzielungsteil (18f), der einen Kurvenradius einer Verkehrsspur erzielt, auf der das Fahrzeug fährt; und einen Rechenteil (18g), der einen relativen seitlichen Abstand für den Zielobjektdatensatz basierend auf dem Kurvenradius berechnet, wobei der Paarungsteil (18d) basierend auf dem relativen seitlichen Abstand die unterschiedliche Kombination, die auf der aktuellen Verkehrsspur vorhanden ist, als Paardatensatz fertigstellt.
Radargerät nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Teiler (18h), der das Prädiktionsgebiet basierend auf einem Winkel in eine Vielzahl von Flächen unterteilt, wobei der Paarungsteil (18d) die unterschiedliche Kombination, die in einer Fläche vorhanden ist, in der eine Kombination aus der Vielzahl von Flächen vorgenommen werden kann, als Paardatensatz fertigstellt.
Radargerät nach Anspruch 1, wobei für den Fall, dass eine Vielzahl der Zielobjekt-Datensätze eines aktuellen Prozesses in dem Prädiktionsgebiet in mindestens einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden ist, der Paarungsteil (18d) eine Kombination, welche die größte Wahrscheinlichkeit aufweist, mit demselben Reflexionspunkt verknüpft zu sein, als Paardatensatz aus allen möglichen Kombinationen der Zielobjekt-Datensätze in dem Prädiktionsgebiet in der ansteigenden Periode und der Zielobjekt-Datensätze in dem Prädiktionsgebiet in der absteigenden Periode fertigstellt.
Fahrzeugsteuersystem, das die Fahrt eines Fahrzeugs steuert, wobei das Fahrzeugsteuersystem Folgendes umfasst: das Radargerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7; und ein Fahrzeugsteuergerät (20), das die Fahrt des Fahrzeugs basierend auf Zielobjektinformationen, die von dem Radargerät ausgegeben werden, steuert.
Signalverarbeitungsverfahren, das in einem Fahrzeug eingebaut ist, um eine Reflexionswelle zu empfangen, die an einem Zielobjekt reflektiert wird, und um eine Position des Zielobjekts abzuleiten, wobei das Signalverarbeitungsverfahren folgende Schritte umfasst: (a) Ableiten eines Prädiktionsspitzensignals in jeder von einer ansteigenden Periode, in der eine Frequenz eines Sendesignals zunimmt, und einer absteigenden Periode, in der die Frequenz des Sendesignals abnimmt, wobei sich die Frequenz des Sendesignals in einem vorbestimmten Zyklus ändert; (b) Einstellen eines Prädiktionsgebiets, das einen vorbestimmten Bereich aufweist, der basierend auf einer Prädiktionsposition eines Winkelspitzensignals in jeder von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode basierend auf dem Prädiktionsspitzensignal definiert wird; (c) Bestimmen, ob eine Vielzahl der Winkelspitzensignale in dem Prädiktionsgebiet in mindestens einer von der ansteigenden Periode und der absteigenden Periode vorhanden ist oder nicht; und (d) für den Fall, dass ein erstes Winkelspitzensignal, das der Prädiktionsposition in der ansteigenden Periode am nächsten liegt, und ein zweites Winkelspitzensignal, das der Prädiktionsposition in der absteigenden Periode am nächsten liegt, eine Paarungsbedingung erfüllen, Fertigstellen einer Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals als Paardatensatz, und für den Fall, dass die Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals die Paarungsbedingung nicht erfüllt, wobei die Vielzahl von Winkelspitzensignalen in dem Prädiktionsgebiet in mindestens einer von den Perioden vorhanden ist, und wobei eine andere Kombination als die Kombination des ersten Winkelspitzensignals und des zweiten Winkelspitzensignals eine Neupaarungsbedingung erfüllt, Fertigstellen der anderen Kombination als Paardatensatz.
Signalverarbeitungsverfahren nach Anspruch 9, wobei die Paarungsbedingung darin besteht, dass eine Mahalanobis-Distanz basierend auf den ersten und zweiten Winkelspitzensignalen gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, und die Neupaarungsbedingung darin besteht, dass eine Winkeldifferenz von zwei Winkelspitzensignalen der unterschiedlichen Kombination die kleinste ist, und dass eine Signalpegeldifferenz zwischen den beiden Winkelspitzensignalen der unterschiedlichen Kombination gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.