DE102017110809B4

DE102017110809B4 - Radarvorrichtung und signalverarbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE102017110809B4
Application number: DE102017110809.2A
Authority: DE
Inventors: Hisateru Asanuma
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2037-05-19
Also published as: DE102017110809A1; US10451721B2; US20170356990A1; JP2017223460A; JP6857971B2

Abstract

Radarvorrichtung (1), die Folgendes umfasst:eine Extraktionseinheit (130), die dafür konfiguriert ist, Spitzensignale aus einer Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal, in dem eine Frequenz in einem zuvor festgelegten Zyklus variiert, und einem Empfangssignal, das durch Empfangen einer reflektierten Welle einer Sendewelle auf der Basis des Sendesignals von einem Ziel erhalten wird, in einem ersten Bereich sowohl eines ersten Zeitraums, in dem die Frequenz des Sendesignals zunimmt, als auch eines zweiten Zeitraums, in dem die Frequenz abnimmt, zu extrahieren;eine Schätzeinheit (180), die dafür konfiguriert ist, ein momentanes Spitzensignal auf der Basis eines durch die Extraktionseinheit (130) extrahierten früheren Spitzensignals zu schätzen;eine erste Einstelleinheit (200), die dafür konfiguriert ist, den ersten Bereich auf der Basis des Schätzergebnisses der Schätzeinheit (180) einzustellen;eine zweite Einstelleinheit (172), die dafür konfiguriert ist, einen zweiten Bereich, der ein anderer ist als der erste Bereich, einzustellen, wenn das Spitzensignal in dem ersten Bereich des zweiten Zeitraums extrahiert wird und das Spitzensignal nicht im ersten Bereich des ersten Zeitraums extrahiert werden kann; undeine Neu-Extraktionseinheit (171), die dafür konfiguriert ist, das Spitzensignal in dem durch die zweite Einstelleinheit (172) eingestellten zweiten Bereich des ersten Zeitraums zu extrahieren;wobei die zweite Einstelleinheit (172) den zweiten Bereich gemäß einer Änderung einer relativen Geschwindigkeit einstellt;wobei in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit zunimmt, die zweite Einstelleinheit (172) den zweiten Bereich einstellt, in dem eine Breite einer niederfrequenten Seite des durch die Schätzeinheit (180) geschätzten momentanen Spitzensignals breiter ist als eine Breite einer hochfrequenten Seite des momentanen Spitzensignals; oderwobei in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit abnimmt, die zweite Einstelleinheit (172) den zweiten Bereich einstellt, in dem eine Breite einer hochfrequenten Seite des durch die Schätzeinheit (180) geschätzten momentanen Spitzensignals breiter ist als eine Breite einer niederfrequenten Seite des momentanen Spitzensignals.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung und ein Signalverarbeitungsverfahren.
STAND DER TECHNIK
Es gibt zum Beispiel eine Radarvorrichtung zum Detektieren der Entfernungen von einem Fahrzeug, das mit der Radarvorrichtung ausgestattet ist, zu Zielen, der relativen Geschwindigkeiten zwischen den Zielen und dem Fahrzeug und so weiter, durch Senden einer Sendewelle von dem Fahrzeug und Empfangen reflektierter Wellen der Sendewelle von den Zielen.
Beim Extrahieren von Spitzensignalen aus Differenzfrequenzen zwischen der Sendewelle und einer reflektierten Welle schätzt die Radarvorrichtung momentane Spitzensignale (im Folgenden als geschätzte Spitzensignale bezeichnet) auf der Basis von Spitzensignalen, die in dem vorherigen Prozess detektiert wurden, und extrahiert Spitzensignale in einem zuvor festgelegten Frequenzbereich auf der Basis der Frequenzen der geschätzten Spitzensignale. Die in der oben beschriebenen Weise extrahierten Spitzensignale sind Spitzensignale (im Folgenden als frühere Spitzensignale bezeichnet), die zum selben Ziel gehören wie die Spitzensignale des vorherigen Prozesses.
Des Weiteren in einem Fall, in dem es kein Spitzensignal in dem zuvor festgelegten Frequenzbereich gibt, verbreitert die Radarvorrichtung den zuvor festgelegten Frequenzbereich und extrahiert erneut frühere Spitzensignale (siehe Patentdokument 1).
Jedoch kann die Radarvorrichtung im Fall des Ausführens des Prozesses des Verbreiterns des zuvor festgelegten Frequenzbereichs und des Extrahierens von Spitzensignalen irrtümlicherweise ein Spitzensignal, das kein früheres Spitzensignal ist, als ein früheres Spitzensignal extrahieren. In diesem Fall, in dem ein Spitzensignal, das kein früheres Spitzensignal ist, irrtümlicherweise als ein früheres Spitzensignal extrahiert wird, wird ein Ziel an einer anderen Position als der eigentlichen Position des Ziels detektiert. Aus diesem Grund ist es im Fall des Verbreiterns des zuvor festgelegten Frequenzbereichs erforderlich, frühere Spitzensignale mit hoher Genauigkeit zu extrahieren.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist darum eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radarvorrichtung und ein Signalverarbeitungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, frühere Spitzensignale mit hoher Genauigkeit zu extrahieren.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, wird eine Radarvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: eine Extraktionseinheit, die dafür konfiguriert ist, Spitzensignale aus einer Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal, in dem eine Frequenz in einem zuvor festgelegten Zyklus variiert, und einem Empfangssignal, das durch Empfangen einer reflektierten Welle einer Sendewelle auf der Basis des Sendesignals von einem Ziel erhalten wird, in einem ersten Bereich sowohl eines ersten Zeitraums, in dem die Frequenz des Sendesignals zunimmt, als auch eines zweiten Zeitraums, in dem die Frequenz abnimmt, zu extrahieren; eine Schätzeinheit, die dafür konfiguriert ist, ein momentanes Spitzensignal auf der Basis eines durch die Extraktionseinheit extrahierten früheren Spitzensignals zu schätzen; eine erste Einstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, den ersten Bereich auf der Basis des Schätzergebnisses der Schätzeinheit einzustellen; eine zweite Einstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, einen zweiten Bereich der ein anderer ist als der erste Bereich, einzustellen, wenn das Spitzensignal in dem ersten Bereich des zweiten Zeitraums extrahiert wird und das Spitzensignal nicht im ersten Bereich des ersten Zeitraums extrahiert werden kann; und eine Neu-Extraktionseinheit, die dafür konfiguriert ist, das Spitzensignal in dem durch die zweite Einstelleinheit eingestellten zweiten Bereich des ersten Zeitraums zu extrahieren, wobei die zweite Einstelleinheit den zweiten Bereich gemäß einer Änderung einer relativen Geschwindigkeit einstellt; wobei in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit zunimmt, die zweite Einstelleinheit den zweiten Bereich einstellt, in dem eine Breite einer niederfrequenten Seite des durch die Schätzeinheit geschätzten momentanen Spitzensignals breiter ist als eine Breite einer hochfrequenten Seite des momentanen Spitzensignals; oder wobei in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit abnimmt, die zweite Einstelleinheit den zweiten Bereich einstellt, in dem eine Breite einer hochfrequenten Seite des durch die Schätzeinheit geschätzten momentanen Spitzensignals breiter ist als eine Breite einer niederfrequenten Seite des momentanen Spitzensignals.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, frühere Spitzensignale mit hoher Genauigkeit zu extrahieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Detail auf der Basis der folgenden Figuren beschrieben, in denen Folgendes dargestellt ist:

1A ist eine Ansicht zum Erläutern einer Übersicht eines Signalverarbeitungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1B ist eine Ansicht zum Erläutern der Übersicht des Signalverarbeitungsverfahrens gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Ansicht, die eine Radarvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3A ist eine Ansicht zum Erläutern eines AUFWÄRTS-Spitzensignal-Extraktionsprozesses, der durch eine Spitzenextraktionseinheit ausgeführt wird;
3B ist eine Ansicht zum Erläutern des AUFWÄRTS-Spitzensignal-Extraktionsprozesses, der durch die Spitzenextraktionseinheit ausgeführt wird;
3C ist eine Ansicht zum Erläutern des AUFWÄRTS-Spitzensignal-Extraktionsprozesses, der durch die Spitzenextraktionseinheit ausgeführt wird;
4 ist eine Ansicht zum Erläutern der Entsprechungsbeziehung zwischen Zielen und Azimutwinkeln;
5 ist eine Ansicht zum Erläutern des Effekts der Radarvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
6 ist ein Flussdiagramm, das das Verarbeitungsverfahren der Signalverarbeitung veranschaulicht, die durch die Radarvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen einer Radarvorrichtung und eines Signalverarbeitungsverfahrens, die in dieser Spezifikation offenbart werden sollen, im Detail unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Jedoch wird die vorliegende Erfindung nicht durch die folgenden Ausführungsformen beschränkt.
Zuerst wird ein Signalverarbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform mit Bezug auf die 1A und 1B beschrieben. 1A und 1B sind Ansichten zum Erläutern einer Übersicht des Signalverarbeitungsverfahrens gemäß der Ausführungsform. Es wird außerdem angenommen, dass das Signalverarbeitungsverfahren durch eine Radarvorrichtung ausgeführt wird, das in einem Fahrzeug C (in den Zeichnungen nicht gezeigt) montiert ist.
Außerdem verwendet die Radarvorrichtung ein sogenanntes FMCW-System (Frequency Modulated Continuous Wave = frequenzmodulierte ungedämpfte Welle (oder frequenzmodulierter Dauerstrich)) und generiert Informationen über ein Ziel T auf der Basis reflektierter Wellen. In dieser Spezifikation wird ein Fall beschrieben, wo das Ziel T ein vorausfahrendes Fahrzeug ist, das vor dem eigenen Fahrzeug C fährt; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Ziel T ein sich bewegendes Objekt sein, wie zum Beispiel ein Fahrzeug oder ein Fahrrad, das hinter dem eigenen Fahrzeug C fährt, oder ein Fußgänger, oder kann ein unbewegtes Objekt sein, wie zum Beispiel ein Seitenstreifen, eine Verkehrsampel, ein Mast oder eine Leitplanke.
Es wird nun ein Spitzensignalextraktionsverfahren des Standes der Technik beschrieben. Gemäß dem Extraktionsverfahren des Standes der Technik überträgt eine Radarvorrichtung eine Sendewelle, deren Frequenz sich in einem zuvor festgelegten Zyklus ändert, und empfängt eine reflektierte Welle der entsprechenden Sendewelle von einem Ziel durch Empfangsantennen.
Anschließend mischt die Radarvorrichtung ein Sendesignal, das der Sendewelle entspricht, und ein Empfangssignal, das der Empfangswelle entspricht, wodurch Überlagerungssignale generiert werden. Genauer gesagt, generiert die Radarvorrichtung Überlagerungssignale auf der Basis von Frequenzdifferenzen (Überlagerungsfrequenzen) zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal in den einzelnen Sektionen, wobei ein zuvor festgelegter Zeitraum in einem ersten Zeitraum enthalten ist (im Folgenden als eine AUFWÄRTS-Sektion bezeichnet), wenn die Frequenz in dem zuvor festgelegten Zyklus zunimmt, und in einem zweiten Zeitraum enthalten ist (im Folgenden als eine ABWÄRTS-Sektion bezeichnet), wenn die Frequenz verringert wird.
Die Radarvorrichtung führt eine schnelle Fourier-Transformation (Fast Fourier Transform, FFT) an den Überlagerungssignalen aus, wodurch Frequenzbereichssignale (im Folgenden als Frequenzüberlagerungssignale bezeichnet) generiert werden, und extrahiert Spitzensignale aus den entsprechenden Frequenzüberlagerungssignalen. Die Radarvorrichtung paart ein Spitzensignal der AUFWÄRTS-Sektion und ein Spitzensignal der ABWÄRTS-Sektion auf der Basis einer zuvor festgelegten Bedingung, wodurch ein Paar Datenelemente gewonnen wird.
In diesem Fall schätzt die Radarvorrichtung momentane Spitzensignale als geschätzte Spitzensignale auf der Basis von in der Vergangenheit gewonnenen Paardatenelementen und extrahiert Spitzensignale anhand eines ersten Bereichs R1, der das geschätzte Spitzensignal enthält und eine Breite W1 hat. Die folgende Beschreibung basiert auf der Annahme, dass ein in 1A gezeigtes Spitzensignal S1 ein früheres Spitzensignal der AUFWÄRTS-Sektion eines bestimmten Ziels ist und ein Spitzensignal S2 ist ein früheres Spitzensignal der ABWÄRTS-Sektion desselben Ziels ist. Außerdem wird ein erster Bereich R1 der AUFWÄRTS-Sektion als der erste Bereich R1u bezeichnet, und ein erster Bereich R1 der ABWÄRTS-Sektion wird als der erste Bereich R1d bezeichnet.
In diesem Fall ist, wenn zum Beispiel ein Fahrer eines vorausfahrenden Fahrzeugs eine Vollbremsung vollführt und dadurch das Fahrzeug abrupt verlangsamt, gemäß dem Prinzip des Detektierens eines Ziels durch das FMCW-System (was unten noch beschrieben wird), wie in 1A gezeigt, das Spitzensignal S2 der ABWÄRTS-Sektion in dem zuvor festgelegten Frequenzbereich R1d enthalten und wird somit extrahiert, während das Spitzensignal S1 der AUFWÄRTS-Sektion außerhalb des ersten Bereichs R1u liegt und somit nicht extrahiert wird. Wie oben beschrieben, ist es gemäß dem Extraktionsverfahren des Standes der Technik unmöglich, das Spitzensignal S1 der AUFWÄRTS-Sektion zu extrahieren, und somit es ist unmöglich, Paardatenelemente zu gewinnen.
Jedoch wird gemäß einem Signalverarbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1A gezeigt, in einem Fall, in dem das Spitzensignal S2 aus dem ersten Bereich R1d der ABWÄRTS-Sektion extrahiert wird, aber das Spitzensignal S1 nicht aus dem ersten Bereich R1u der AUFWÄRTS-Sektion extrahiert wird, der Bereich des ersten Bereichs R1u der AUFWÄRTS-Sektion zu einem zweiten Bereich R2 verbreitert, wodurch das Spitzensignal S1 extrahiert wird. Darum ist die Breite W2 des zweiten Bereichs R2 der AUFWÄRTS-Sektion größer als die Breite W1 des ersten Bereichs R1u (W1 < W2).
Die Radarvorrichtung paart das aus der AUFWÄRTS-Sektion extrahierte Spitzensignal S1 und das aus der ABWÄRTS-Sektion extrahierte Spitzensignal S2, wodurch Paardatenelemente gewonnen werden. Außerdem generiert die Radarvorrichtung Informationen über das Ziel T auf der Basis der gewonnenen Paardatenelemente.
Wie oben beschrieben, extrahiert die Radarvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Fall, in dem es unmöglich ist, das Spitzensignal S1 der AUFWÄRTS-Sektion aus dem ersten Bereichs R1u zu extrahieren, das Spitzensignal S1 der AUFWÄRTS-Sektion aus dem zweiten Bereich R2, der breiter ist als der erste Bereich R1u. Darum ist es selbst in einem Fall, in dem das Spitzensignal S1 außerhalb des ersten Bereichs R1u liegt, wie zum Beispiel in einen Fall, in dem das vorausfahrende Fahrzeug, das das Ziel T ist, eine plötzliche Verlangsamung oder dergleichen ausgeführt, möglich, das Spitzensignal S1 mit hoher Genauigkeit zu extrahieren. Im Folgenden wird die Radarvorrichtung, die das oben beschriebene Signalverarbeitungsverfahren ausführt, näher beschrieben.
2 ist eine Ansicht, die die Radarvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Radarvorrichtung 1 enthält eine Signalverarbeitungsvorrichtung 10, eine Signalsendeeinheit 20 und eine Signalempfangseinheit 30.
Die Signalsendeeinheit 20 enthält eine Signalgenerierungseinheit 21, einen Oszillator 22 und eine Sendeantenne Tx. Die Signalgenerierungseinheit 21 generiert ein Modulationssignal in einer dreieckigen Wellenform und speist das Modulationssignal in den Oszillator 22 ein.
Der Oszillator 22 generiert ein Sendesignal durch Ausführen einer Frequenzmodulation an einem Dauerstrichsignal auf der Basis des durch die Signalgenerierungseinheit 21 erzeugten Modulationssignals und gibt das Sendesignal an die Sendeantenne Tx aus. Die Sendeantenne Tx sendet das von dem Oszillator 22 eingespeiste Sendesignal als eine Sendewelle in der Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs C.
Die Signalempfangseinheit 30 enthält zum Beispiel vier Empfangsantennen Rx1 bis Rx4 (im Folgenden zusammen als die Empfangsantennen Rx bezeichnet) und einzelne Signalempfangseinheiten 31 bis 34, die jeweils mit den Empfangsantennen Rx verbunden sind. Die Empfangsantennen Rx empfangen reflektierte Wellen der Sendewelle von einem Ziel T als Empfangssignale.
Die einzelnen Signalempfangseinheiten 31 bis 34 enthalten Mischer 41 bis 44 und A/D-Wandlereinheiten 51 bis 54 und führen verschiedene Prozesse an den Empfangssignalen aus, die durch die Empfangsantennen Rx empfangen werden. Die Mischer 41 bis 44 mischen die Empfangssignale mit dem von dem Oszillator 22 eingespeisten Sendesignal, wodurch Überlagerungssignale generiert werden, die Frequenzdifferenzen zwischen den Empfangssignalen und dem Sendesignal darstellen. Die A/D-Wandlereinheiten 51 bis 54 wandeln die durch die Mischer 41 bis 44 erzeugten Überlagerungssignale in digitale Signale um und geben die digitalen Signale an die Signalverarbeitungsvorrichtung 10 aus.
Obwohl der Fall, in dem die einzelnen Signalempfangseinheiten 31 bis 34 die Mischer 41 bis 44 und die A/D-Wandlereinheiten 51 bis 54 enthalten, beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die einzelnen Signalempfangseinheiten 31 bis 34 Verstärker und Filter enthalten (in den Zeichnungen nicht gezeigt).
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 10 ist ein Mikrocomputer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Speichereinheit 190 und so weiter enthält, und die gesamte Radarvorrichtung 1 steuert. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 10 enthält eine Sendesteuereinheit 110, eine FFT-Verarbeitungseinheit 120, eine Spitzenextraktionseinheit 130, eine Unbewegte-Objekte-Bestimmungseinheit 140, eine Azimutwinkelberechnungseinheit 150, eine Paarungseinheit 160, eine Paar-Neubildungseinheit 170, eine Schätzeinheit 180 und eine erste Einstelleinheit 200 als Funktionen, die durch den Mikrocomputer in Form von Software implementiert werden können.
Die Sendesteuereinheit 110 steuert Modulationssignal-Generierungszeitpunkte der Signalgenerierungseinheit 21 der Signalsendeeinheit 20 und so weiter. Die FFT-Verarbeitungseinheit 120 führt eine FFT an den von den einzelnen Signalempfangseinheiten 31 bis 34 ausgegebenen Überlagerungssignalen durch, wodurch die Überlagerungssignale in Frequenzüberlagerungssignale des Frequenzbereichs umgewandelt werden. Die erste Einstelleinheit 200 stellt die ersten Bereiche R1u und R1d, die zuvor festgelegte Frequenzbereiche sind, auf der Basis geschätzter Spitzensignale ein, die durch die Schätzeinheit 180 geschätzt wurden.
Die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahiert ein Spitzensignal einer AUFWÄRTS-Sektion und ein Spitzensignal einer ABWÄRTS-Sektion in den ersten Bereichen R1u und R1d, die durch die erste Einstelleinheit 200 eingestellt werden. Genauer gesagt, extrahiert zum Beispiel die Spitzenextraktionseinheit 130 Überlagerungssignale, die Signalpegelwerte haben, die eine zuvor festgelegte Schwelle überschreiten, als Spitzensignale aus den Frequenzüberlagerungssignalen. Im Folgenden werden ein Spitzensignal der AUFWÄRTS-Sektion und ein Spitzensignal der ABWÄRTS-Sektion als das UP-Spitzensignal bzw. das DN-Spitzensignal bezeichnet.
Außerdem sind frühere Spitzensignale Spitzensignale, die aus mindestens einem der ersten Bereiche R1u und R1d und des zweiten Bereichs R2 extrahiert werden, die zuvor festgelegte Frequenzbereiche sind, wie oben beschrieben, und sind Spitzensignale, die zum gleichen Ziel gehören wie die Spitzensignale des vorherigen Prozesses. Ein früheres Spitzensignal jener früheren Spitzensignale, das der AUFWÄRTS-Sektion entspricht, wird als das frühere UP-Spitzensignal bezeichnet, und ein früheres Spitzensignal von diesen, das der ABWÄRTS-Sektion entspricht, wird als das frühere DN-Spitzensignal bezeichnet.
Die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahiert ein UP-Spitzensignal, das in dem ersten Bereich R1u der AUFWÄRTS-Sektion enthalten ist, und ein DN-Spitzensignal, das in dem ersten Bereich R1d der ABWÄRTS-Sektion enthalten ist, aus den extrahierten Spitzensignalen und gibt das UP-Spitzensignal und das DN-Spitzensignal an die Paarungseinheit 160 aus. Außerdem gibt die Spitzenextraktionseinheit 130 alle extrahierten Spitzensignale an die Unbewegte-Objekte-Bestimmungseinheit 140 und die Azimutwinkelberechnungseinheit 150 aus.
Die Unbewegte-Objekte-Bestimmungseinheit 140 berechnet die relative Geschwindigkeit des Ziels T auf der Basis der Frequenzdifferenz zwischen dem UP-Spitzensignal und dem DN-Spitzensignal, die durch die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahiert wurden. Die Unbewegte-Objekte-Bestimmungseinheit 140 bestimmt auf der Basis von Informationen über die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs C, ob das UP-Spitzensignal und das DN-Spitzensignal Spitzensignale sind, die einem unbewegten Objekt entsprechen (im Folgenden als Unbewegtes-Objekt-Spitzensignale bezeichnet).
Die Unbewegte-Objekte-Bestimmungseinheit 140 gibt das Bestimmungsergebnis an die Paar-Neubildungseinheit 170 aus. Außerdem kann die Unbewegte-Objekte-Bestimmungseinheit 140 die Informationen über die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs C über einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (in den Zeichnungen nicht gezeigt) des eigenen Fahrzeugs C erfassen.
Die Azimutwinkelberechnungseinheit 150 berechnet einen Azimutwinkel auf der Basis der Spitzensignale der AUFWÄRTS-Sektion und der ABWÄRTS-Sektion. Die Azimutwinkelberechnungseinheit 150 berechnet den Azimutwinkel zum Beispiel durch Ausführen von Berechnungen mittels ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques). Die Azimutwinkelberechnungseinheit 150 gibt den berechneten Azimutwinkel an die Paar-Neubildungseinheit 170 aus.
Die Paarungseinheit 160 führt einen Paarungsprozess zum Paaren der UP-Spitzensignale und der DN-Spitzensignale aus. Die Paarungseinheit 160 führt einen Paarungsprozess an den früheren UP-Spitzensignalen und den früheren DN-Spitzensignalen aus, die durch die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahiert wurden. Die Paarungseinheit 160 gibt die Paare früherer UP-Spitzensignale und früherer DN-Spitzensignale (im Folgenden als die Datenelement-Paare bezeichnet) an die Schätzeinheit 180 aus. Außerdem gibt die Paarungseinheit 160 ungepaarte Signale der früheren DN-Spitzensignale an die Paar-Neubildungseinheit 170 aus.
In einem Fall, in dem es ein ungepaartes früheres DN-Spitzensignal nach dem Paaren der Paarungseinheit 160 gibt, extrahiert die Paar-Neubildungseinheit 170 Spitzensignale der AUFWÄRTS-Sektion neu und führt einen Paarungsprozess aus. Die Paar-Neubildungseinheit 170 enthält eine Neu-Extraktionseinheit 171, eine zweite Einstelleinheit 172 und eine Neupaarungseinheit 173.
Zuerst wird der Grund beschrieben, warum die Paar-Neubildungseinheit 170 Spitzensignale der AUFWÄRTS-Sektion neu extrahiert. Zunächst können Frequenzüberlagerungssignale fB, die durch die einzelnen Signalempfangseinheiten 31 bis 34 erzeugt werden, als fB = fR ± fV unter Verwendung einer Entfernungsfrequenz fR, die sich proportional zur Entfernung zwischen dem eigenen Fahrzeug C und dem Ziel T verhält, und einer Geschwindigkeitsfrequenz fV, die sich proportional zur einer relativen Geschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug C und dem Ziel T verhält, ausgedrückt werden.
Darum können Überlagerungssignale fup der AUFWÄRTS-Sektion und Überlagerungssignale fdn der ABWÄRTS-Sektion als fup = fR - fV bzw. fdn = fR + fV ausgedrückt werden.
Nun wird ein Fall, in dem ein vorausfahrendes Fahrzeug plötzlich verlangsamt, indem zum Beispiel eine Vollbremsung ausgeführt wird, wenn das eigene Fahrzeug C mit der gleichen Geschwindigkeit fährt wie das vorausfahrende Fahrzeug, auf der Basis des Prinzips des Prozesses des Detektierens eines Ziels durch das FMCW-System betrachtet. In diesem Fall verringert sich die Entfernung von dem Ziel T signifikant, und die relative Geschwindigkeit nimmt signifikant zu. Hier wird angenommen, dass sich die Entfernungsfrequenz fR um A verringert und die Geschwindigkeitsfrequenz fV um B erhöht.
In diesem Fall werden die Überlagerungssignale fup2 der AUFWÄRTS-Sektion nach dem plötzlichen Verlangsamen zu fup2 = fR - A - (fV + B) = fR - fV - A - B und weichen von den Überlagerungssignalen fup vor dem plötzlichen Verlangsamen um - A - B ab. Die Überlagerungssignale fdn2 der ABWÄRTS-Sektion nach dem plötzlichen Verlangsamen werden zu fdn2 = fR - A + (fV + B) = fR - fV - A + B und weichen von den Überlagerungssignalen fdn vor dem plötzlichen Verlangsamen um - A + B ab. Daraus ist zu erkennen, dass zum Beispiel in einem Fall, in dem ein vorausfahrendes Fahrzeug plötzlich verlangsamt, Überlagerungssignale der AUFWÄRTS-Sektion signifikanter variieren. Gleichermaßen variieren in einigen anderen Fällen, wie zum Beispiel einem Fall, in dem das eigene Fahrzeug C plötzlich durch eine Vollbremsung verlangsamt, oder einem Fall, in dem ein vorausfahrendes Fahrzeug plötzlich beschleunigt, Überlagerungssignale der AUFWÄRTS-Sektion signifikanter.
Wie oben beschrieben, variieren in einem Fall, in dem ein vorausfahrendes Fahrzeug plötzlich verlangsamt, die Überlagerungssignale der AUFWÄRTS-Sektion signifikanter als Überlagerungssignale der ABWÄRTS-Sektion. Darum variieren UP-Spitzensignale mit größerer Wahrscheinlichkeit als DN-Spitzensignale und treten wahrscheinlich bei Frequenzen auf, die außerhalb des ersten Bereichs R1u, aber nahe dem ersten Bereich R1u liegen, selbst in einem Fall, in dem sie außerhalb des ersten Bereichs R1u liegen. Oder anders ausgedrückt: Selbst wenn die Spitzenextraktionseinheit 130 frühere DN-Spitzensignale extrahieren kann, werden keine früheren UP-Spitzensignale extrahiert, und es ist wahrscheinlich, dass ungepaarte frühere DN-Spitzensignale nach dem Paaren der Paarungseinheit 160 auftreten. Aus diesem Grund stellt die Radarvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform in einem Fall, in dem frühere DN-Spitzensignale extrahiert werden, aber frühere UP-Spitzensignale nicht extrahiert werden, einen zweiten Bereich R2 durch Verbreitern des Bereichs des ersten Bereichs R1u der AUFWÄRTS-Sektion ein.
Oder anders ausgedrückt: Wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug plötzlich beschleunigt oder verlangsamt, tritt eine Situation ein, in der frühere DN-Spitzensignale aus der ABWÄRTS-Sektion extrahiert werden, aber frühere UP-Spitzensignale nicht aus der AUFWÄRTS-Sektion extrahiert werden. In diesem Fall gibt es frühere UP-Spitzensignale bei Frequenzen, die nicht in dem ersten Bereich R1u enthalten sind, aber nahe dem ersten Bereich R1u liegen. Aus diesem Grund ist es, wenn der zweite Bereich R2 durch Verbreitern des ersten Bereichs R1u eingestellt wird, möglich, frühere UP-Spitzensignale mit hoher Genauigkeit zu extrahieren. Oder anders ausgedrückt: Es ist möglich zu verhindern, dass Spitzensignale, die sich von ursprünglichen früheren UP-Spitzensignalen unterscheiden, irrtümlicherweise extrahiert werden. Wie oben beschrieben, extrahiert die Paar-Neubildungseinheit 170 gemäß der vorliegenden Ausführungsform Spitzensignale der AUFWÄRTS-Sektion neu und führt ein Paaren der ungepaarten früheren DN-Spitzensignale neu aus.
Außerdem ist ein Fall, in dem ein UP-Spitzensignal außerhalb des ersten Bereichs R1u liegt, nicht auf den oben beschriebenen Fall beschränkt, wo das vorausfahrende Fahrzeug plötzlich beschleunigt oder verlangsamt. Wenn sich zum Beispiel der Signalpegel eines Überlagerungssignals verringert, so kann ein UP-Spitzensignal von dem ersten Bereich R1u abweichen. Dieser Fall wird mit Bezug auf die 3A bis 3C beschrieben. 3A bis 3C sind Ansichten zum Erläutern eines AUFWÄRTS-Spitzensignal-Extraktionsprozesses der Spitzenextraktionseinheit 130.
Wie in 3A gezeigt, vergleicht die Spitzenextraktionseinheit 130 den Signalpegel des Frequenzüberlagerungssignals mit einer zuvor festgelegten Schwelle Th1, wodurch ein früheres UP-Spitzensignal in dem ersten Bereich R1u extrahiert wird, das ein geschätztes Spitzensignal Pb1 enthält. Außerdem schätzt die Schätzeinheit 180 auf der Basis des durch die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahierten früheren UP-Spitzensignals das nächste geschätzte Spitzensignal Pb2.
Jedoch kann, wie in 3B gezeigt, in einem Fall, in dem der Signalpegel des UP-Spitzensignals aus irgend einem Grund, wie zum Beispiel unter dem Einfluss von Rauschen, maximal so groß wird wie die zuvor festgelegte Schwelle Th1, die Spitzenextraktionseinheit 130 kein früheres UP-Spitzensignal extrahieren. In diesem Fall leitet die Radarvorrichtung 1 Informationen über das Ziel T unter Verwendung des geschätzten Spitzensignals Pb2 ab, wodurch ein Prozess des Sicherstellens der Kontinuität von Ableitungsergebnissen des Ziels T ausgeführt wird, das heißt ein sogenannter Extrapolationsprozess. In diesem Fall schätzt die Schätzeinheit 180 auf der Basis des geschätzten Spitzensignals Pb2 das nächste geschätzte Spitzensignal Pb3.
Wie oben beschrieben, wenn die Schätzeinheit 180 das nächste geschätzte Spitzensignal Pb3 auf der Basis des geschätzten Spitzensignals Pb2 schätzt, verringert sich die Genauigkeit im Vergleich zu der Schätzung unter Verwendung eines tatsächlichen früheren UP-Spitzensignals. Aus diesem Grund kann ein früheres UP-Spitzensignal P1 von dem ersten Bereich R1u abweichen, der das geschätzte Spitzensignal Pb3 enthält, wie in 3C gezeigt.
Wie oben beschrieben, verschiebt sich in dem Fall, in dem das vorausfahrende Fahrzeug plötzlich verlangsamt, die Position einer Spitze, und der Pegel der Spitze ist zum Beispiel niedrig. Wenn also ein Extrapolationsprozess ausgeführt wird, ohne eine Spitzenextraktion vorzunehmen, so kann ein früheres UP-Spitzensignal von dem ersten Bereich R1u abweichen. Selbst in diesem Fall extrahiert die Paar-Neubildungseinheit 170 ein Spitzensignal der AUFWÄRTS-Sektion neu und führt ein Paaren des ungepaarten früheren DN-Spitzensignals neu aus.
Wir wenden uns wieder 2 zu. Die Neu-Extraktionseinheit 171 der Paar-Neubildungseinheit 170 extrahiert ein AUFWÄRTS-Sektions-Spitzensignal des zweiten Bereichs R2, der durch die zweite Einstelleinheit 172 eingestellt wurde. Die Neu-Extraktionseinheit 171 extrahiert zum Beispiel ein Überlagerungssignal, das die zuvor festgelegte Schwelle übersteigt, als ein UP-Spitzensignal (im Folgenden als das neu extrahierte UP-Spitzensignal bezeichnet) in dem zweiten Bereich R2. Alternativ kann die Spitzenextraktionseinheit 130 ein Signal, das eines der durch die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahierten UP-Spitzensignale ist und das in dem zweiten Bereich R2 enthalten ist, als ein extrahiertes neues UP-Spitzensignal extrahieren. Die Neu-Extraktionseinheit 171 gibt das neu extrahierte UP-Spitzensignal an die Neupaarungseinheit 173 aus.
In einem Fall, in dem ein früheres DN-Spitzensignal extrahiert werden kann, aber ein früheres UP-Spitzensignal nicht extrahiert werden kann und somit das frühere DN-Spitzensignal als ein ungepaartes Signal bleibt, stellt die zweite Einstelleinheit 172 den zweiten Bereich R2 breiter ein als den ersten Bereich R1u. Die zweite Einstelleinheit 172 gibt den eingestellten zweiten Bereich R2 an die Neu-Extraktionseinheit 171 aus.
Zum Beispiel wird angenommen, dass der erste Bereich R1u ein Bereich ist, der sechs BINs entspricht, die die Frequenz des geschätzten Spitzensignals als die Mitte haben (drei BINs auf jeder Seite der niederfrequenten Seite und der hochfrequenten Seite). In diesem Fall stellt die zweite Einstelleinheit 172 zum Beispiel einen breiteren Bereich, der zwölf BINs entspricht, die die Frequenz des geschätzten Spitzensignals als die Mitte haben (sechs BINs auf jeder Seite der niederfrequenten Seite und der hochfrequenten Seite), als den zweiten Bereich R2 ein. Außerdem ist ein BIN etwa 468 Hz.
In diesem Fall wird es möglich, dass die Neu-Extraktionseinheit 171 ein UP-Spitzensignal extrahiert, das nicht durch die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahiert werden konnte, und somit ist es möglich, die Genauigkeit der Spitzenextraktion zu verbessern.
Außerdem ist der zweite Bereich R2, der durch die zweite Einstelleinheit 172 eingestellt wird, nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die zweite Einstelleinheit 172 den zweiten Bereich R2 auf der Basis einer Veränderung der relativen Geschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeugs C und dem Ziel T einstellen. Zum Beispiel verringert sich in einem Fall, in dem das Ziel T plötzlich verlangsamt, wodurch die relative Geschwindigkeit zwischen dem Ziel und dem eigenen Fahrzeug C erhöht wird, die Entfernung zwischen dem eigenen Fahrzeugs C und dem Ziel T, und das frühere UP-Spitzensignal verschiebt sich zu der niederfrequenten Seite. Aus diesem Grund stellt die zweite Einstelleinheit 172 in dem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit zunimmt, einen Bereich, in dem die Breite der niederfrequenten Seite breiter ist als die Breite der hochfrequenten Seite, als den zweiten Bereich R2 ein. Genauer gesagt, stellt die zweite Einstelleinheit 172 zum Beispiel einen Bereich, in dem die Breite der niederfrequenten Seite ab der Frequenz des geschätzten Spitzensignals fünf BINs ist, und die Breite der hochfrequenten Seite ab der Frequenz des geschätzten Spitzensignals ein BIN ist, als den zweiten Bereich R2 ein.
Oder anders ausgedrückt: Die Breite des zweiten Bereichs R2 ist die gleiche Breite (die Breite von sechs BINs) wie die Breite W1 des ersten Bereichs R1u, und in dem ersten Bereich R1u haben, unter Bezug auf die Frequenz des geschätzten Spitzensignals, die niederfrequente Seite und die hochfrequente Seite die gleiche Breite (die drei BINs entspricht), während in dem zweiten Bereich R2, wie oben beschrieben, unter Bezug auf die Frequenz des geschätzten Spitzensignals, die Breite der hochfrequenten Seite breiter ist als die Breite der niederfrequenten Seite.
Wie oben beschrieben, ist es selbst in dem Fall, in dem kein Spitzensignal aus dem ersten Bereich R1u der AUFWÄRTS-Sektion extrahiert wird, möglich, ein früheres UP-Spitzensignal, das bei einer Frequenz existiert, die außerhalb des ersten Bereichs R1u, aber nahe dem ersten Bereich R1u liegt, mit hoher Genauigkeit zu extrahieren. Wenn darüber hinaus im Vergleich zu dem ursprünglichen ersten Bereich R1u, auf der Basis des Betriebszustands (Entfernung und relative Geschwindigkeit) des Ziels, eine Seite der niederfrequenten Seite und der hochfrequenten Seite verbreitert wird und die andere Seite schmaler wird, ohne die Breite des gesamten Bereichs zu ändern, so ist es möglich, mit Gewissheit zu verhindern, dass ein Spitzensignal, das sich von dem ursprünglichen früheren UP-Spitzensignal unterscheidet, extrahiert wird.
Alternativ stellt die zweite Einstelleinheit 172 in dem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit abnimmt, einen Bereich, in dem die Breite der niederfrequenten Seite schmaler ist als die Breite der hochfrequenten Seite, als den zweiten Bereich R2 ein. Genauer gesagt, stellt die zweite Einstelleinheit 172 zum Beispiel einen Bereich, in dem die Breite der niederfrequenten Seite der Frequenz des geschätzten Spitzensignals ein BIN ist und die Breite der hochfrequenten Seite fünf BINs ist, als den zweiten Bereich R2 ein.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die zweite Einstelleinheit 172, wenn sie den zweiten Bereich R2 auf der Basis der relativen Geschwindigkeit einstellt, den zweiten Bereich R2 so ein, dass der zweite Bereich die gleiche Breite wie der erste Bereich R1 hat. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die zweite Einstelleinheit 172 in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit größer ist als ein zuvor festgelegter Wert, den zweiten Bereich R2 so einstellen, dass der zweite Bereich breiter ist als der erste Bereich R1u.
Die Neupaarungseinheit 173 paart das durch die Neu-Extraktionseinheit 171 extrahierte neu extrahierte UP-Spitzensignal und das durch die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahierte frühere DN-Spitzensignal. Die Neupaarungseinheit 173 führt das Paaren zum Beispiel unter einer ersten Bedingung aus, die darin besteht, ob das neu extrahierte UP-Spitzensignal bereits durch die Paarungseinheit 160 gepaart wurde. Zum Beispiel führt die Neupaarungseinheit 173 keine Neupaarung in einem Fall aus, wo das neu extrahierte UP-Spitzensignal bereits durch die Paarungseinheit 160 gepaart wurde und ein dem entsprechendes früheres DN-Spitzensignal existiert.
Außerdem führt die Neupaarungseinheit 173 ein Paaren zum Beispiel unter einer zweiten Bedingung aus, die darin besteht, ob das UP-Spitzensignal des zweiten Bereichs R2 einem unbewegten Objekt entspricht. In einem Fall, in dem das UP-Spitzensignal des zweiten Bereichs R2 einem unbewegten Objekt entspricht, das heißt in einem Fall, in dem das durch die Neu-Extraktionseinheit 171 extrahierte neu extrahierte UP-Spitzensignal einem unbewegten Objekt entspricht, paart die Neupaarungseinheit 173 nicht das entsprechende neu extrahierte UP-Spitzensignal und das frühere DN-Spitzensignal.
Des Weiteren führt die Neupaarungseinheit 173 auch ein Paaren zum Beispiel unter einer dritten Bedingung aus, die darin besteht, ob die Differenz in der Links-rechts-Richtung des eigenen Fahrzeugs C zwischen einem Ziel T1, das dem neu extrahierten UP-Spitzensignal entspricht, und einem Ziel T2, das dem früheren DN-Spitzensignal entspricht, nicht größer ist als ein zuvor festgelegter Wert oder nicht. In einem Fall, in dem die Differenz in der Links-rechts-Richtung des eigenen Fahrzeugs C zwischen dem Ziel T1, das dem neu extrahierten UP-Spitzensignal entspricht, und dem Ziel T2, das dem früheren DN-Spitzensignal entspricht, nicht größer ist als der zuvor festgelegte Wert, führt die Neupaarungseinheit 173 ein Paaren aus.
Zum Beispiel kann der zuvor festgelegte Wert zum Beispiel 1,8 m sein, was der Breite des Fahrzeugs entspricht. In einem Fall, in dem die Entfernung zwischen dem Ziel T1 und dem Ziel T2 mindestens so groß ist wie die Breite des Fahrzeugs, entsprechen das Ziel T1 und das Ziel T2 wahrscheinlich anderen Zielen, wie ein vorausfahrendes Fahrzeug und ein Fahrzeug, das in einer Fahrspur neben dem vorausfahrenden Fahrzeug fährt. Darum führt die Neupaarungseinheit 173 dem Fall, in dem die Differenz in der Links-rechts-Richtung des eigenen Fahrzeugs C größer ist als der zuvor festgelegte Wert, keine Neupaarung aus, wodurch ein irrtümliches Paaren des benachbarten Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeug verhindert wird.
Wie in 4 gezeigt, kann die Differenz zwischen dem Ziel T1 und dem Ziel T2 in der Links-rechts-Richtung auf der Basis des Azimutwinkels des neu extrahierten UP-Spitzensignals und des Azimutwinkels des früheren DN-Spitzensignals berechnet werden. Darum führt die Neupaarungseinheit 173 ein Paaren des neu extrahierten UP-Spitzensignals und des früheren DN-Spitzensignals gemäß diesen Azimutwinkeln aus. Insbesondere wird zum Beispiel ein Fall betrachtet, wo der Azimutwinkel des neu extrahierten UP-Spitzensignals θ1 ist und der Azimutwinkel des früheren DN-Spitzensignals -θ2 ist und die Entfernung des eigenen Fahrzeugs C zum Ziel T1 L1 ist und die Entfernung des eigenen Fahrzeugs C zum Ziel T2 L2 ist. In diesem Fall berechnet die Neupaarungseinheit 173 die Differenz L als L1sinθ1 + L2sinθ2. Wenn die berechnete Differenz L nicht größer ist als der zuvor festgelegte Wert, so führt die Neupaarungseinheit ein Paaren aus.
Wie oben beschrieben, führt die Neupaarungseinheit 173 ein Neupaaren in einem Fall aus, wo die ersten bis dritten Bedingungen erfüllt sind, wodurch ein irrtümliches Paaren von Spitzensignalen, die verschiedenen Zielen entsprechen, das heißt ein Falschpaaren, unterdrückt werden kann. Da die Neu-Extraktionseinheit 171 das neu extrahierte UP-Spitzensignal zum Beispiel in dem zweiten Bereich R2 extrahiert, der breiter als der erste Bereich R1u ist, wird es einfach, irrtümlicherweise zum Beispiel Spitzensignale, die verschiedenen Zielen entsprechen, zu detektieren. Aus diesem Grund führt die Neupaarungseinheit 173 ein Neupaaren unter den Bedingungen aus, wodurch ein Falschpaaren unterdrückt wird. Darum ist es möglich, die Genauigkeit des Paarens der Radarvorrichtung 1 zu verbessern, und es ist möglich, die Genauigkeit der Detektion des Ziels T zu verbessern. Des Weiteren ist 4 eine Ansicht zum Erläutern der Entsprechungsbeziehung zwischen den Zielen T1 und T2 und den Azimutwinkeln θ1 und θ2.
Wir wenden uns wieder 2 zu. Die Schätzeinheit 180 schätzt momentane frühere Spitzensignale auf der Basis der vorherigen früheren Spitzensignale. Genauer gesagt, generiert die Schätzeinheit 180 ein geschätztes Spitzensignal auf der Basis des früheren UP-Spitzensignals und des früheren DN-Spitzensignals, die durch die Paarungseinheit 160 gepaart werden. Außerdem generiert die Schätzeinheit 180 ein geschätztes Spitzensignal auf der Basis des neu extrahierten UP-Spitzensignals und des früheren DN-Spitzensignals, die durch die Neupaarungseinheit 173 neu gepaart wurden. Die Schätzeinheit 180 gibt die geschätzten Spitzensignale an die erste Einstelleinheit 200 aus.
Die Speichereinheit 190 speichert Informationen, die in dem Prozess der einzelnen Einheiten der Signalverarbeitungsvorrichtung 10 verwendet werden, wie zum Beispiel der ersten und zweiten Bereiche R1u, R1d und R2, und speichert die Ergebnisse der Prozesse der einzelnen Einheiten. Die Speichereinheit 190 ist zum Beispiel ein löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher (EPROM), ein Flash-Speicher oder dergleichen.
Es werden nun Ergebnisse der Detektion an dem Ziel T in einem Fall, in dem ein Neupaaren unter Verwendung des zweiten Bereichs R2 ausgeführt wird, und einem Fall, in dem kein Neupaaren ausgeführt wird, beschrieben. 5 ist eine Ansicht zum Erläutern des Effekts der Radarvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Hier wird ein Fall beschrieben, wo das eigene Fahrzeug C einem vorausfahrenden Fahrzeug mit der gleichen Geschwindigkeit wie das vorausfahrende Fahrzeug folgt.
In einem in 5 gezeigten Kurvendiagramm repräsentiert die linke vertikale Achse die Entfernung des eigenen Fahrzeugs C zu dem Ziel, das das vorausfahrende Fahrzeug ist, und die rechte vertikale Achse repräsentiert die Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit des vorausfahrendes Fahrzeugs. Oder anders ausgedrückt: Die rechte vertikale Achse repräsentiert eine Geschwindigkeitsänderung ΔV in einem Fall, in dem sich die Geschwindigkeit des vorausfahrendes Fahrzeugs zu V + ΔV ändert, wenn das vorausfahrende Fahrzeug und das eigene Fahrzeug C mit einer Geschwindigkeit V fahren. Darum verringert sich die relative Geschwindigkeit in dem Maße, wie ΔV zunimmt. Außerdem repräsentiert die horizontale Achse die Zeit.
In 5 repräsentieren weiße Rhomben Entfernungen von dem vorausfahrenden Fahrzeug, die durch die Radarvorrichtung 1 in dem Fall detektiert werden, wo kein Neupaaren ausgeführt wird. Außerdem repräsentieren weiße Quadrate Geschwindigkeitsänderungen ΔV, die durch die Radarvorrichtung 1 in dem Fall detektiert werden, wo kein Neupaaren ausgeführt wird. Schwarze Rhomben repräsentieren Entfernungen von dem vorausfahrenden Fahrzeug, die durch die Radarvorrichtung 1 in dem Fall detektiert werden, wo ein Neupaaren ausgeführt wird. Außerdem repräsentieren schwarze Quadrate Geschwindigkeitsänderungen ΔV, die durch die Radarvorrichtung 1 in dem Fall detektiert werden, wo ein Neupaaren ausgeführt wird.
Wie durch die weißen Quadrate in 5 gezeigt, verlangsamt das vorausfahrende Fahrzeug in dem Fall, in dem kein Neupaaren ausgeführt wird, an einem Zeitpunkt t1, wodurch sich die Geschwindigkeitsänderung ΔV verringert. Jedoch verändert sich nach einem Zeitpunkt t2 die Geschwindigkeitsänderung ΔV kaum, und an einem Zeitpunkt t3 wird die Geschwindigkeitsänderung ΔV undetektierbar. Außerdem verringert sich, wie ebenfalls durch die weißen Rhomben gezeigt, die Entfernung von dem vorausfahrenden Fahrzeug geringfügig, ist aber im Wesentlichen konstant, und nach dem Zeitpunkt t3 wird die entsprechende Entfernung undetektierbar. Wie oben beschrieben, ist es, wenn die Radarvorrichtung 1 kein Neupaaren ausführt, unmöglich, mit einer Änderung zurechtzukommen, falls das vorausfahrende Fahrzeug plötzlich beschleunigt oder verlangsamt, und das vorausfahrende Fahrzeug wird übersehen.
Dagegen kann in dem Fall, in dem ein Neupaaren ausgeführt wird, wie durch die schwarzen Quadrate gezeigt, selbst dann, wenn sich die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs zum Zeitpunkt t1 verringert, die Radarvorrichtung 1 die Geschwindigkeitsänderung ΔV detektieren, die nach dem Zeitpunkt t2 kleiner wird, und ist es möglich, die Geschwindigkeitsänderung ΔV selbst nach dem Zeitpunkt t3 kontinuierlich zu detektieren. Außerdem ist es möglich, die Entfernung von dem vorausfahrenden Fahrzeug nach dem Zeitpunkt t3 kontinuierlich zu detektieren.
Da ein Neupaaren ausgeführt wird, ist es, wie oben beschrieben, gemäß der Radarvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Entfernung und die Geschwindigkeit ohne Übersehen des vorausfahrenden Fahrzeugs zu detektieren, selbst wenn es zum Beispiel unmöglich ist, aufgrund einer Verlangsamung des vorausfahrenden Fahrzeugs ein früheres UP-Spitzensignal zu extrahieren, wie in einer Sektion S gezeigt. Des Weiteren wird in dem Fall, in dem es unmöglich ist, ein früheres UP-Spitzensignal zu extrahieren, ein Extrapolationsprozess ausgeführt. Darum ist es, wie in 5 gezeigt, selbst in einem Zeitraum ab dem Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3, wenn das vorausfahrende Fahrzeug nicht übersehen wird, unmöglich, die Entfernung und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs präzise zu detektieren, wenn kein Neupaaren ausgeführt wird. Demgegenüber ist es möglich, wenn die Radarvorrichtung 1 ein Neupaaren ausführt, selbst in dem Zeitraum ab dem Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 die Entfernung und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs präziser zu detektieren.
Nun wird das Verarbeitungsverfahren der Signalverarbeitung, die durch die Radarvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform ausführt wird, mit Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, das das Verarbeitungsverfahren der Signalverarbeitung veranschaulicht, die durch die Radarvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform ausführt wird.
Wie in 6 gezeigt, führt die Radarvorrichtung 1 in SCHRITT S101 eine FFT an den Überlagerungssignalen aus, die Differenzsignale zwischen dem Sendesignal und den Empfangssignalen, die durch die Empfangsantennen Rx empfangen werden, sind. Anschließend extrahiert die Radarvorrichtung 1 in SCHRITT S102 Spitzensignale der Überlagerungssignale, die einer FFT unterzogen wurden.
In SCHRITT S103 führt die Radarvorrichtung 1 ein Paaren von früheren UP-Spitzensignalen und früheren DN-Spitzensignalen der extrahierten Spitzensignale aus. In SCHRITT S104 bestimmt die Radarvorrichtung 1, ob das Paaren von SCHRITT S103 erfolgreich war. In einem Fall, in dem das Paaren erfolgreich war („Ja“ in SCHRITT S104), schreitet die Radarvorrichtung zu SCHRITT S108 voran.
Hingegen in einem Fall, in dem frühere DN-Spitzensignale extrahiert wurden, aber kein früheres UP-Spitzensignal extrahiert werden konnte und somit das Paaren fehlgeschlagen ist („Nein“ in SCHRITT S104) stellt die Radarvorrichtung 1 in SCHRITT S105 den zweiten Bereich R2 als ein Spitzensignale-Neuextraktionsbereich ein. In SCHRITT S106 extrahiert die Radarvorrichtung 1 UP-Spitzensignale in dem eingestellten zweiten Bereich R2 neu.
In SCHRITT S107 führt die Radarvorrichtung 1 ein Neupaaren der neu extrahierten UP-Spitzensignale, die in SCHRITT S106 neu extrahiert wurden, und der früheren DN-Spitzensignale aus. Dann generiert die Radarvorrichtung 1 die nächsten geschätzten Spitzensignale auf der Basis des Paarungsergebnisses in SCHRITT S108 und beendet die Verarbeitung.
Wie oben beschrieben, extrahiert die Radarvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform, wenn sie kein früheres UP-Spitzensignal in dem ersten Bereich R1u extrahieren kann, neu extrahierte UP-Spitzensignale in dem zweiten Bereich R2, der sich von dem ersten Bereich R1u unterscheidet. Die Radarvorrichtung 1 führt ein Neupaaren der neu extrahierten UP-Spitzensignale und der früheren DN-Spitzensignale aus. Darum kann die Radarvorrichtung 1 Spitzensignale mit hoher Genauigkeit extrahieren.
Wie oben beschrieben, enthält die Radarvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Spitzenextraktionseinheit (eine Extraktionseinheit) 130, die Schätzeinheit 180, die erste Einstelleinheit 200, die zweite Einstelleinheit 172 und die Neu-Extraktionseinheit 171. Die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahiert Spitzensignale aus dem Sendesignal, dessen Frequenz in dem zuvor festgelegten Zyklus variiert, und den Empfangssignalen, die durch Empfangen reflektierter Wellen der Sendewelle auf der Basis des Sendesignals von dem Ziel T erhalten wurden, in den ersten Bereichen R1u und R1d, die in dem ersten Zeitraum (der AUFWÄRTS-Sektion), in dem die Frequenz des Sendesignals zunimmt, und dem zweiten Zeitraum (der ABWÄRTS-Sektion), in dem die Frequenz abnimmt, enthalten sind. Die Schätzeinheit 180 schätzt die momentanen Spitzensignale auf der Basis der früheren Spitzensignale, die durch die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahiert wurden. Die erste Einstelleinheit 200 stellt die ersten Bereiche R1u und R1d auf der Basis des Schätzergebnisses der Schätzeinheit 180 ein. In einem Fall, in dem Spitzensignale in dem ersten Bereich R1d des zweiten Zeitraums extrahiert werden, aber kein Spitzensignal in dem ersten Bereich R1u des ersten Zeitraums extrahiert werden kann, stellt die zweite Einstelleinheit 172 den zweiten Bereich R2 anders ein als den ersten Bereich R1u. Die Neu-Extraktionseinheit 171 extrahiert Spitzensignale des ersten Zeitraums in dem zweiten Bereich R2, der durch die zweite Einstelleinheit 172 eingestellt wurde.
Darum kann die Radarvorrichtung 1 frühere Spitzensignale mit hoher Genauigkeit selbst in einem Fall extrahieren, wo Spitzensignale von dem ersten Bereichs R1u abweichen, zum Beispiel selbst in einem Fall, in dem das vorausfahrende Fahrzeug, das das Ziel T ist, ein plötzliches Verlangsamen oder dergleichen ausführt.
Außerdem stellt die zweite Einstelleinheit 172 der Radarvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform den zweiten Bereich R2 breiter ein als den ersten Bereich R1u.
Darum wird es möglich, dass die Radarvorrichtung 1 frühere Spitzensignale extrahiert, die nicht in dem ersten Bereich R1u extrahiert werden konnten. Darum ist es möglich, frühere Spitzensignale mit hoher Genauigkeit zu extrahieren.
Außerdem stellt die zweite Einstelleinheit 172 der Radarvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform den zweiten Bereich R2 gemäß einer Änderung der relativen Geschwindigkeit ein.
Darum wird es möglich, dass die Radarvorrichtung 1 frühere Spitzensignale, die nicht in dem ersten Bereich R1u extrahiert werden konnten, gemäß der relativen Geschwindigkeit extrahiert. Darum ist es möglich, frühere Spitzensignale mit hoher Genauigkeit zu extrahieren.
Auch in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit zunimmt, stellt die zweite Einstelleinheit 172 der Radarvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform den zweiten Bereich R2 ein, in dem die Breite der niederfrequenten Seite ab dem durch die Schätzeinheit 180 geschätzten momentanen Spitzensignal breiter ist als die Breite der hochfrequenten Seite.
Darum wird es möglich, dass die Radarvorrichtung 1 frühere Spitzensignale, die nicht in dem ersten Bereich R1u extrahiert werden konnten, gemäß der relativen Geschwindigkeit extrahiert. Darum ist es möglich, frühere Spitzensignale effizient zu extrahieren.
Auch in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit abnimmt, stellt die zweite Einstelleinheit 172 der Radarvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform den zweiten Bereich R2 ein, in dem die Breite der hochfrequenten Seite am dem durch die Schätzeinheit 180 geschätzten momentanen Spitzensignal breiter ist als die Breite der niederfrequenten Seite.
Darum wird es möglich, dass die Radarvorrichtung 1 frühere Spitzensignale, die nicht in dem ersten Bereich R1u extrahiert werden konnten, gemäß der relativen Geschwindigkeit extrahiert. Darum ist es möglich, frühere Spitzensignale effizient zu extrahieren.
Außerdem enthält die Radarvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform des Weiteren die Paarungseinheit 160, die die Spitzensignale des zweiten Zeitraums und die Spitzensignale des ersten Zeitraums, die durch die Spitzenextraktionseinheit 130 extrahiert wurden, paart, und die Neupaarungseinheit 173, die die Spitzensignale des zweiten Zeitraums und die Spitzensignale des ersten Zeitraums, die durch die Neu-Extraktionseinheit 171 extrahiert wurden, paart.
Darum kann die Radarvorrichtung 1 ein Paaren der neu extrahierten Spitzensignale ausführen und kann die Genauigkeit des Paarens verbessern und kann die Genauigkeit der Generierung von Informationen über das Ziel T verbessern.
Außerdem in einem Fall, in dem die Spitzenextraktionseinheit 130 Spitzensignale in dem ersten Bereich R1 des zweiten Zeitraums extrahiert, paart die Neupaarungseinheit 173 der Radarvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die entsprechenden Spitzensignale und die Spitzensignale des ersten Zeitraums, die durch die Neu-Extraktionseinheit 171 extrahiert wurden.
Darum kann die Radarvorrichtung 1 ein Falschpaaren während des Neupaarens unterdrücken und kann die Genauigkeit des Paarens verbessern.
Außerdem führt die Neupaarungseinheit 173 der Radarvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform in einem Fall, in dem die durch die Neu-Extraktionseinheit 171 extrahierten Spitzensignale des ersten Zeitraums keinem unbewegten Objekt entsprechen, ein Paaren der entsprechenden Spitzensignale und der Spitzensignale des zweiten Zeitraums aus.
Darum kann die Radarvorrichtung 1 ein Falschpaaren während des Neupaarens unterdrücken und kann die Genauigkeit des Paarens verbessern.
Außerdem vollführt die Neupaarungseinheit 173 der Radarvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ein Paaren auf der Basis eines Azimutwinkels, der dem durch die Neupaarungseinheit 173 extrahierten Spitzensignal des ersten Zeitraums entspricht, und eines Azimutwinkels, der dem durch die Extraktionseinheit 130 extrahierten Spitzensignal des zweiten Zeitraums entspricht.
Darum kann die Radarvorrichtung 1 ein Falschpaaren während des Neupaarens unterdrücken und kann die Genauigkeit des Paarens verbessern.
Außerdem wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform unter der Annahme, dass die Anzahl von Spitzensignalen, die in mindestens einem Bereich der ersten Bereiche R1u und R1d und dem zweiten Bereich R2 existieren, eins ist, der Fall des Extrahierens einer einzelnen Spitze in dem entsprechenden Bereich beschrieben. Im Gegensatz dazu wird in einem Fall, in dem es mehrere Spitzensignale in einem einzelnen Bereich gibt, ein Spitzensignal mit einer Frequenz, die der Frequenz eines geschätzten Spitzensignals am nächsten liegt, extrahiert.
Der Fachmann kann auf einfache Weise verschiedene Vorteile und Modifizierungen realisieren. Darum ist die Erfindung in ihren weiter gefassten Aspekten nicht auf die konkreten Details und repräsentativen Ausführungsformen beschränkt, die oben gezeigt und beschrieben wurden. Dementsprechend können verschiedene Modifizierungen vorgenommen werden, ohne vom Wesen oder Schutzumfang des allgemeinen erfinderischen Konzepts abzuweichen, wie es durch die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.

Claims

Radarvorrichtung (1), die Folgendes umfasst: eine Extraktionseinheit (130), die dafür konfiguriert ist, Spitzensignale aus einer Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal, in dem eine Frequenz in einem zuvor festgelegten Zyklus variiert, und einem Empfangssignal, das durch Empfangen einer reflektierten Welle einer Sendewelle auf der Basis des Sendesignals von einem Ziel erhalten wird, in einem ersten Bereich sowohl eines ersten Zeitraums, in dem die Frequenz des Sendesignals zunimmt, als auch eines zweiten Zeitraums, in dem die Frequenz abnimmt, zu extrahieren; eine Schätzeinheit (180), die dafür konfiguriert ist, ein momentanes Spitzensignal auf der Basis eines durch die Extraktionseinheit (130) extrahierten früheren Spitzensignals zu schätzen; eine erste Einstelleinheit (200), die dafür konfiguriert ist, den ersten Bereich auf der Basis des Schätzergebnisses der Schätzeinheit (180) einzustellen; eine zweite Einstelleinheit (172), die dafür konfiguriert ist, einen zweiten Bereich, der ein anderer ist als der erste Bereich, einzustellen, wenn das Spitzensignal in dem ersten Bereich des zweiten Zeitraums extrahiert wird und das Spitzensignal nicht im ersten Bereich des ersten Zeitraums extrahiert werden kann; und eine Neu-Extraktionseinheit (171), die dafür konfiguriert ist, das Spitzensignal in dem durch die zweite Einstelleinheit (172) eingestellten zweiten Bereich des ersten Zeitraums zu extrahieren; wobei die zweite Einstelleinheit (172) den zweiten Bereich gemäß einer Änderung einer relativen Geschwindigkeit einstellt; wobei in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit zunimmt, die zweite Einstelleinheit (172) den zweiten Bereich einstellt, in dem eine Breite einer niederfrequenten Seite des durch die Schätzeinheit (180) geschätzten momentanen Spitzensignals breiter ist als eine Breite einer hochfrequenten Seite des momentanen Spitzensignals; oder wobei in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit abnimmt, die zweite Einstelleinheit (172) den zweiten Bereich einstellt, in dem eine Breite einer hochfrequenten Seite des durch die Schätzeinheit (180) geschätzten momentanen Spitzensignals breiter ist als eine Breite einer niederfrequenten Seite des momentanen Spitzensignals.
Radarvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die zweite Einstelleinheit (172) den zweiten Bereich breiter als den ersten Bereich einstellt.
Radarvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, die des Weiteren Folgendes umfasst: eine Paarungseinheit (160), die dafür konfiguriert ist, das Spitzensignal des zweiten Zeitraums und das Spitzensignal des ersten Zeitraums, die durch die Extraktionseinheit (130) extrahiert wurden, zu paaren; und eine Neupaarungseinheit (170), die dafür konfiguriert ist, das Spitzensignal des zweiten Zeitraums und das Spitzensignal des ersten Zeitraums, die durch die Neu-Extraktionseinheit (171) extrahiert wurden, zu paaren.
Radarvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei in einem Fall, in dem die Extraktionseinheit (130) das Spitzensignal in dem ersten Bereich des zweiten Zeitraums extrahiert, die Neupaarungseinheit (170) das Spitzensignal in dem ersten Bereich des zweiten Zeitraums und das Spitzensignal des ersten Zeitraums, die durch die Neu-Extraktionseinheit (171) extrahiert wurden, paart.
Radarvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei in einem Fall, in dem das durch die Neu-Extraktionseinheit (171) extrahierte Spitzensignal des ersten Zeitraums keinem unbewegten Objekt entspricht, die Neupaarungseinheit (170) ein Paaren des Spitzensignals des ersten Zeitraums und des Spitzensignals des zweiten Zeitraums ausführt.
Radarvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Neupaarungseinheit (170) ein Paaren auf der Basis eines Azimutwinkels, der dem durch die Neu-Extraktionseinheit (171) extrahierten Spitzensignal des ersten Zeitraums entspricht, und eines Azimutwinkels, der dem durch die Neu-Extraktionseinheit (171) extrahierten Spitzensignal des zweiten Zeitraums entspricht, ausführt.
Signalverarbeitungsverfahren, das Folgendes umfasst: einen Extraktionsprozess (S102) zum Extrahieren von Spitzensignalen aus einer Frequenzdifferenz zwischen einem Sendesignal, in dem die Frequenz in einem zuvor festgelegten Zyklus variiert, und einem Empfangssignal, das durch Empfangen einer reflektierten Welle einer Sendewelle auf der Basis des Sendesignals von einem Ziel erhalten wird, in einem ersten Bereich sowohl eines ersten Zeitraums, in dem die Frequenz des Sendesignals zunimmt, als auch eines zweiten Zeitraums, in dem die Frequenz abnimmt; einen Schätzungsprozess (S103) zum Schätzen eines momentanen Spitzensignals auf der Basis eines durch den Extraktionsprozess (S102) extrahierten früheren Spitzensignals; einen ersten Einstellprozess zum Einstellen des ersten Bereichs auf der Basis des Schätzergebnisses des Schätzungsprozesses (S103); einen zweiten Einstellprozess (S105) zum Einstellen eines zweites Bereichs, der ein anderer ist als der erste Bereich, wenn das Spitzensignal in dem ersten Bereich des zweiten Zeitraums extrahiert wird und das Spitzensignal nicht im ersten Bereich des ersten Zeitraums extrahiert werden kann; und einen Neu-Extraktionsprozess (S106) zum Extrahieren des Spitzensignals in dem durch den zweiten Einstellprozess (S105) eingestellten zweiten Bereich des ersten Zeitraums; wobei der zweite Bereich von dem zweiten Einstellprozess (S105) gemäß einer Änderung einer relativen Geschwindigkeit eingestellt wird; wobei in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit zunimmt, der zweite Einstellprozess (S105) den zweiten Bereich einstellt, in dem eine Breite einer niederfrequenten Seite des durch den Schätzungsprozess (S103) geschätzten momentanen Spitzensignals breiter ist als eine Breite einer hochfrequenten Seite des momentanen Spitzensignals; oder wobei in einem Fall, in dem die relative Geschwindigkeit abnimmt, der zweite Einstellprozess (S105) den zweiten Bereich einstellt, in dem eine Breite einer hochfrequenten Seite des durch den Schätzungsprozess (S103) geschätzten momentanen Spitzensignals breiter ist als eine Breite einer niederfrequenten Seite des momentanen Spitzensignals.