DE112009005399B4

DE112009005399B4 - Radarvorrichtung

Info

Publication number: DE112009005399B4
Application number: DE112009005399.8T
Authority: DE
Inventors: Ichiro Aizawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2029-11-28
Also published as: WO2011064823A1; JPWO2011064823A1; US20120229328A1; JP5062456B2; US8482457B2; DE112009005399T5

Abstract

Radarvorrichtung, die eine elektromagnetische Welle abstrahlt, eine reflektierte Welle empfängt, die dadurch verursacht wird, dass die elektromagnetische Welle von einem Objekt reflektiert wird, und die Präsenzrichtung, in der das Objekt präsent ist, erfasst, wobei die Radarvorrichtung aufweist: einen Abschnitt zum Abstrahlen einer elektromagnetischen Welle, der dazu konfiguriert ist, die elektromagnetische Welle abzustrahlen; einen Abschnitt zum Empfangen einer reflektierten Welle, der dazu konfiguriert ist, die reflektierte Welle zu empfangen und Informationen über die empfangene reflektierte Welle zu erfassen; einen Abschnitt zum Schätzen einer Art einer reflektierten Welle, der dazu konfiguriert ist, zu bestimmen, welches die Art der empfangenen reflektierten Welle, die durch den Abschnitt zum Empfangen einer reflektierten Welle empfangen wird, ist, eine einzelne reflektierte Welle, die nur von einem Objekt reflektiert wird, oder eine gemischte reflektierte Welle, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, die von verschiedenen Objekten reflektiert werden, die sich gegenseitig beeinflusst haben, basierend auf Informationen über die empfangene reflektierte Welle; und einen Richtungsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung durch den Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle, ein Verfahren zum Berechnen der Präsenzrichtung des Objekts zu ändern, und die Präsenzrichtung des Objekts durch das Verfahren zu berechnen, wobei der Abschnitt zum Empfangen einer reflektierten Welle umfasst: zumindest drei Antennen, deren Empfangsoberflächen in der gleichen Ebene angeordnet sind, wobei zumindest zwei der zumindest drei Antennen mit einem vorbestimmten Abstand in eine horizontale Richtung zwischen diesen angeordnet sind und zumindest zwei der zumindest drei Antennen mit einem vorbestimmten Abstand in eine vertikale Richtung zwischen diesen angeordnet sind, wobei jede ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung, und genauer eine Radarvorrichtung, die in einem Fahrzeug bereitgestellt ist, die die Position eines Objekts erfasst, das um das Fahrzeug herum präsent ist.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurde eine Radarvorrichtung, die ein Objekt um ein Fahrzeug herum erfasst, in dem Fahrzeug bereitgestellt, um ein anderes Fahrzeug vor dem Fahrzeug, einen Fußgänger oder Ähnliches zu erfassen. Viele solche Radarvorrichtungen setzen ein Verfahren ein, bei dem eine Ultraschallwelle oder eine elektromagnetische Welle zu einem Objekt ausgestrahlt wird und die reflektierte Welle von dem Objekt empfangen wird, wodurch die Position des Objekts erfasst wird.
Zum Beispiel offenbart Patentliteratur 1 eine Radarvorrichtung, die eine sogenannte Phasen-Monopuls-Technik einsetzt, die die Position eines Objekts basierend auf der Phasendifferenz zwischen reflektierten Wellen, die durch eine Vielzahl von Antennen empfangen werden, erfasst. Die Radarvorrichtung von Patentliteratur 1 umfasst: eine Empfangsantenne mit Array-Antennen, die aus einer Vielzahl von Einrichtungsantennen bestehen, die in der horizontalen Richtung angeordnet sind; und einen Signalverarbeitungsabschnitt, der die Antennenmuster der Empfangsantenne in der horizontalen Richtung elektrisch abtastet, wobei dadurch ein Objekt, das in einer horizontalen Richtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Winkeln präsent ist, aus Empfangssignalen, die durch die Empfangsantenne empfangen werden, erkannt wird. Zusätzlich sind in der Radarvorrichtung zumindest manche der Einrichtungsantennen derart platziert, dass sie von den anderen in der vertikalen Richtung versetzt sind. Der Signalverarbeitungsabschnitt erfasst durch eine Monopulstechnik die Position eines Objekts mit Bezug auf die vertikale Richtung unter Verwendung von Empfangssignalen die durch die Einrichtungsantennen empfangen werden, die voneinander in der vertikalen Richtung versetzt sind.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
[PATENTLITERATUR]

[PTL 1] Japanische Patentveröffentlichung Nr. 11-287857

Die Druckschrift US 2009/0096674 A1 offenbart ein Verfahren zum Handhaben von Einflüssen von Mehrfachpfaden auf die Genauigkeit eines Richtungswinkels zu einem Ziel.
Die Druckschrift US 7301496 B2 offenbart eine Radarvorrichtung, die einen Richtungswinkel zu einem Ziel durch eine Phasen-Monopuls-Technik bestimmt und einen abnormalen Wert erfasst der durch das Vorhandensein von mehreren Zielen verursacht wird.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
In dem Fall jedoch, in dem eine Vielzahl von empfangenen Wellen von einer Vielzahl von Objekten empfangen wird, könnte die Radarvorrichtung von Patentliteratur 1 nicht dazu in der Lage sein, die Positionen der Objekte korrekt zu erfassen. Speziell stören sich reflektierte Wellen, die an der Vielzahl von Objekten aufgetreten sind, gegenseitig, so dass eine gemischte Welle verursacht wird. Wenn solch eine gemischte Welle durch die Radarvorrichtung von Patentliteratur 1 empfangen wird, berechnet die Radarvorrichtung die Position eines Objekts basierend auf der Phaseninformation über die gemischte Welle. In diesem Fall kann die Radarvorrichtung basierend auf der Phaseninformation über eine ursprünglich reflektierte Welle von dem Objekt, die sich noch mit einer anderen Welle überlagert, ein Objekt nicht erfassen. Deshalb kann die Radarvorrichtung die genaue Position des Objekts wahrscheinlich nicht erfassen.
Zusätzlich, in dem Fall, in dem eine reflektierte Welle, die gerade von einem Objekt reflektiert wurde, und eine reflektierte Welle, die zuerst an einer Straße reflektiert wird und dann von dem Objekt reflektiert wird, auftreten, stören sich solche reflektierten Wellen, die verschiedene Routen zurückgelegt haben, untereinander, so dass eine gemischte Welle verursacht wird. Auch in solch einem Fall kann die Radarvorrichtung die genaue Position des Objekts nicht erfassen.
Allgemein besitzt ein Fahrzeug mit einer solchen Radarvorrichtung, die vorstehend beschrieben wurde, ein System zum Steuern der Fahrt des Fahrzeugs basierend auf der Position eines Objekts, das durch die Radarvorrichtung erfasst wird. Wenn die Positionsinformationen über ein Objekt wie in dem vorstehend beschriebenen Fall nicht genauer erfasst werden, kann hier eine unnötige Fahrzeugsteuerung ausgeführt werden, die ein Unbehagen für einen Fahrer verursacht.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehenden Probleme vorgenommen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radarvorrichtung bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, die Art einer reflektierten Welle, die empfangen wurde, zu erfassen.
LÖSUNG DER PROBLEME
Um die vorstehenden Probleme zu lösen, weist die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte auf. Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Radarvorrichtung, die eine elektromagnetische Welle abstrahlt, eine reflektierte Welle empfängt, die dadurch verursacht wird, dass die elektromagnetische Welle von einem Objekt reflektiert wird, und die Präsenzrichtung, in der das Objekt präsent ist, erfasst, wobei die Radarvorrichtung aufweist:
einen Abschnitt zum Abstrahlen einer elektromagnetischen Welle, der dazu konfiguriert ist, die elektromagnetische Welle abzustrahlen;
einen Abschnitt zum Empfangen einer reflektierten Welle, der dazu konfiguriert ist, die reflektierte Welle zu empfangen und Informationen über die empfangene reflektierte Welle zu erfassen;
einen Abschnitt zum Schätzen einer Art einer reflektierten Welle, der dazu konfiguriert ist, zu bestimmen, welches die Art der empfangenen reflektierten Welle, die durch den Abschnitt zum Empfangen einer reflektierten Welle empfangen wird, ist, eine einzelne reflektierte Welle, die nur von einem Objekt reflektiert wird, oder eine gemischte reflektierte Welle, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, die von verschiedenen Objekten reflektiert werden, die sich gegenseitig beeinflusst haben, basierend auf Informationen über die empfangene reflektierte Welle; und
einen Richtungsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung durch den Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle, ein Verfahren zum Berechnen der Präsenzrichtung des Objekts zu ändern, und die Präsenzrichtung des Objekts durch das Verfahren zu berechnen, wobei
der Abschnitt zum Empfangen einer reflektierten Welle umfasst:
zumindest drei Antennen, deren Empfangsoberflächen in der gleichen Ebene angeordnet sind, wobei zumindest zwei der zumindest drei Antennen mit einem vorbestimmten Abstand in eine horizontale Richtung zwischen diesen angeordnet sind und zumindest zwei der zumindest drei Antennen mit einem vorbestimmten Abstand in eine vertikale Richtung zwischen diesen angeordnet sind, wobei jede Antenne dazu konfiguriert ist, zumindest die Amplitudenhöhe der empfangenen reflektierten Welle als die Informationen über die empfangene reflektierte Welle zu erfassen, und
der Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle bestimmt, welche die Art der empfangenen reflektierten Welle ist, die einzelne reflektierte Welle oder die gemischte reflektierte Welle, basierend auf einem ersten Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen der empfangenen reflektierten Welle, der durch die zumindest zwei der zumindest drei Antennen, die mit einem vorbestimmten Abstand in eine horizontale Richtung zwischen diesen angeordnet sind, erfasst wird, und einem zweiten Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen der empfangenen reflektierten Welle, der durch die zumindest zwei der zumindest drei Antennen, die mit einem vorbestimmten Abstand in eine vertikale Richtung zwischen diesen angeordnet sind, erfasst wird.
In dem zweiten Aspekt basierend auf dem ersten Aspekt, wenn bestimmt wurde, dass die Art der empfangenen reflektierten Welle die gemischte reflektierte Welle ist, berechnet der Richtungsberechnungsabschnitt die Präsenzrichtung des Objekts durch eine Maximum-Likelihood-Schätzung.
In dem dritten Aspekt basierend auf dem ersten Aspekt erfassen die zumindest drei Antennen jeweils die Phase der empfangenen reflektierten Welle. Wenn bestimmt ist, dass die Art der empfangenen reflektierten Welle die einzelne reflektierte Welle ist, berechnet der Richtungsberechnungsabschnitt die Präsenzrichtung des Objekts durch eine Phasen-Monopuls-Technik basierend auf der Phase der empfangenen reflektierten Welle, die durch eine der zumindest drei Antennen erfasst wird, und der Phase der empfangenen reflektierten Welle, die durch eine andere der zumindest drei Antennen erfasst wird.
In dem vierten Aspekt basierend auf dem ersten Aspekt, (A) wenn zumindest einer des ersten und zweiten Differenzwerts zwischen den Amplitudenhöhen gleich oder größer als ein vorbestimmter Differenzschwellenwert ist, bestimmt der Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle, dass die empfangene reflektierte Welle die gemischte reflektierte Welle ist. (B) Wenn sowohl der erste als auch der zweite Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen kleiner als der vorbestimmte Differenzschwellenwert sind, bestimmt der Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle, dass die empfangene reflektierte Welle die einzelne reflektierte Welle ist.
In dem fünften Aspekt basierend auf dem vierten Aspekt umfasst die Radarvorrichtung weiterhin: einen Entfernungsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Entfernung zu dem Objekt zu berechnen, basierend auf den Informationen über die empfangene reflektierte Welle, die durch eine der zumindest drei Antennen erfasst wird; und einen Abschnitt zum Berechnen eines Amplitudenhöhenschwellenwerts, der dazu konfiguriert ist, einen Amplitudenhöhenschwellenwert gemäß der Entfernung des Objekts zu berechnen. (C) Wenn der erste und zweite Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen kleiner als der vorbestimmte Differenzschwellenwert ist und wenn die Amplitudenhöhe der empfangenen reflektierten Welle, die durch die eine der zumindest drei Antennen erfasst wird, kleiner als der Amplitudenhöhenschwellenwert ist, bestimmt der Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle, dass die empfangene reflektierte Welle die einzelne reflektierte Welle ist. (D) Wenn der erste und zweite Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen kleiner als der vorbestimmte Differenzschwellenwert ist und wenn die Amplitudenhöhe der empfangenen reflektierten Welle, die durch die eine der zumindest drei Antennen erfasst wird, gleich oder größer als der Amplitudenhöhenschwellenwert ist, bestimmt der Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle, dass die empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß dem ersten Aspekt ist es möglich, die Art der empfangenen reflektierten Welle, die durch eine Antenne empfangen wird, zu schätzen. Speziell kann die Radarvorrichtung, die eine elektromagnetische Welle überträgt und empfängt, um ein Objekt zu erfassen, schätzen, welches die empfangene reflektierte Welle ist, eine einzelne reflektierte Welle, die nur von einem Objekt reflektiert wird, oder eine gemischte reflektierte Welle, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, die über verschiedene Ausbreitungsrouten angekommen sind und sich gegenseitig beeinflusst haben. Deshalb wird es möglich, das Berechnungsverfahren der Position eines Objekts zu ändern oder Daten zu ändern, die von der Radarvorrichtung auszugeben sind, gemäß der Art der empfangenen reflektierten Welle.
Weiterhin ist es möglich, die Art der empfangenen reflektierten Welle, die durch eine Antenne empfangen wird, zu schätzen, und das Verfahren zum Berechnen der Präsenzrichtung eines Objekts gemäß der Art der empfangenen reflektierten Welle zu ändern. Deshalb kann die Präsenzrichtung eines Objekts genau und effizient berechnet werden.
Des Weiteren ist es möglich, die Art der empfangenen reflektierten Welle mit einer einfachen Konfiguration zu schätzen.
Außerdem ist es möglich, genau zu schätzen, welche die empfangene reflektierte Welle, die durch eine Antenne empfangen wird, ist, eine einzelne reflektierte Welle oder eine gemischte reflektierte Welle, die aus der reflektierten Welle zusammengesetzt ist, die über Ausbreitungsrouten angekommen sind, die mit Bezug auf die horizontale Richtung von der Radarvorrichtung aus gesehen verschieden sind.
Des Weiteren ist es möglich, genau zu schätzen, welche die empfangene reflektierte Welle, die durch jede Antenne empfangen wird, ist, eine einzelne reflektierte Welle oder eine gemischte reflektierte Welle, die aus reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, die über Ausbreitungsrouten angekommen sind, die mit Bezug auf die vertikale Richtung von der Radarvorrichtung aus gesehen verschieden sind.
Gemäß dem zweiten Aspekt, wenn die empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist, ist es möglich, die Einfallsrichtungen einer Vielzahl von reflektierten Wellen, die die gemischte reflektierte Welle zusammensetzen, zu berechnen, wobei dadurch die Präsenzrichtung eines Objekts, das die reflektierten Wellen verursacht, genau geschätzt werden kann.
Gemäß dem dritten Aspekt, wenn die empfangene reflektierte Welle eine einzelne reflektierte Welle ist, wird die Präsenzrichtung eines Objekts durch eine Phasen-Monopuls-Technik berechnet. Deshalb wird es möglich, die Präsenzrichtung eines Objekts einfacher und mit einem kleinen Verarbeitungsaufwand zu berechnen, als in dem Fall des Durchführens der Berechnung durch die Maximum-Likelihood-Schätzung.
Gemäß dem vierten Aspekt ist es möglich, die Art der empfangenen reflektierten Welle durch einen einfachen Prozess unter Verwendung eines Schwellenwerts zu schätzen.
Gemäß dem fünften Aspekt, in der Situation, in der reflektierte Wellen von einer Vielzahl von Objekten verursacht werden und die reflektierte Welle von einem Objekt relativ zu der reflektierten Welle von einem anderen Objekt sehr stark ist, das heißt, in der Situation, in der es wahrscheinlich ist, dass die reflektierte Welle als eine einzelne reflektierte Welle geschätzt wird, auch wenn die reflektierte Welle, die durch jede Antenne empfangen wird, eine gemischte reflektierte Welle ist, kann die reflektierte Welle korrekt als eine gemischte reflektierte Welle geschätzt werden. Deshalb ist es zum Beispiel auch in dem Fall, in dem ein Anhänger oder Ähnliches, der eine elektromagnetische Welle relativ leicht reflektiert, in der Nähe einer Person, die eine elektromagnetische Welle relativ schwer reflektiert, präsent ist, möglich, die Person zu erfassen, ohne eine Erfassung der Person zu verfehlen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Radarvorrichtung 1 zeigt.
2 ist ein Anordnungsdiagramm, das ein Beispiel des Arrays der Empfangsantennen zeigt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses zeigt, der durch einen Mikrocomputer 30 ausgeführt wird.
4 zeigt die Definitionen des Winkels ϕ und des Winkels θ, die die Einfallsrichtung einer reflektierten Welle angeben.
5 ist ein Anordnungsdiagramm, das ein Beispiel des Arrays der Empfangsantennen in dem Fall zeigt, in dem eine Empfangsantenne 25 weggelassen wird.
6 ist ein Anordnungsdiagramm, das ein Beispiel des Arrays der Empfangsantennen zeigt, in dem Fall, in dem Empfangsantennen 23 und 25 weggelassen werden.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Nachstehend wird eine Radarvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Nachstehend wird als ein Beispiel angenommen, dass ein Fahrzeug mit der Radarvorrichtung 1 versehen ist und diese zum Erfassen eines Objekts um das Fahrzeug herum verwendet wird.
Zuerst wird mit Bezug auf 1 die Konfiguration der Radarvorrichtung 1 beschrieben. Es sei angemerkt, dass 1 ein Blockdiagramm ist, das ein Beispiel der Konfiguration der Radarvorrichtung 1 zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Radarvorrichtung 1 eine Aussende- bzw. Abstrahlungsantenne 10, eine Array-Antenne 20 und einen Mikrocomputer 30.
Die Aussende- bzw. Abstrahlungsantenne 10 ist eine Antennenvorrichtung, die eine elektromagnetische Welle in den Raum um das Fahrzeug herum aussendet bzw. abstrahlt. Die Abstrahlungsantenne 10 strahlt eine elektromagnetische Welle in den Raum um das Fahrzeug herum zu vorbestimmten Zeitintervallen aus. Die elektromagnetische Welle, die durch die Abstrahlungsantenne 10 abgestrahlt wird, besitzt zum Beispiel eine Millimeter-Wellenlänge. Nachstehend wird als ein Beispiel angenommen, dass die Abstrahlungsantenne 10 eine elektromagnetische Welle mit einer Wellenlänge von λ abstrahlt.
Die Array-Antenne 20 ist eine Antennenvorrichtung, die eine elektromagnetische Welle, die durch die Abstrahlungsantenne 10 abgestrahlt wird, empfängt. Die Array-Antenne 20 umfasst eine Vielzahl von Empfangsantennen 21 bis 25. Die Empfangsantennen 21 bis 25 sind Antenneneinrichtungen, die Informationen über eine reflektierte Welle, die durch jede der Empfangsantennen 21 bis 25 empfangen wird, erfassen. Die Empfangsantennen 21 bis 25 erfassen jeweils die Amplitude, die Phase und die Frequenz einer reflektierten Welle. Die Empfangsantennen 21 bis 25 übertragen jeweils Daten, die die Amplitude, die Phase und die Frequenz, die erfasst wurden, angeben, an den Mikrocomputer 30. Nachstehend wird eine reflektierte Welle, die durch jede der Empfangsantennen tatsächlich empfangen wird, als eine empfangene reflektierte Welle bezeichnet.
Der Mikrocomputer 30 ist eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, die eine Speichereinrichtung, wie etwa einen Speicher, und eine Schnittstellenschaltung umfasst. Der Mikrocomputer 30 schätzt, welches die Art der empfangenen reflektierten Welle ist, eine einzelne reflektierte Welle, die nur von einem Objekt reflektiert wird, oder eine gemischte reflektierte Welle, die von reflektierten Wellen von verschiedenen Objekten zusammengesetzt ist, die sich gegenseitig stören, basierend auf Informationen über die empfangene reflektierte Welle, die von jeder Empfangsantenne eingegeben werden. Der Mikrocomputer 30 berechnet die Einfallsrichtung der reflektierten Welle, das heißt, die Richtung, in der ein Objekt vorhanden ist, unter Verwendung eines Berechnungsverfahrens entsprechend der Art der empfangenen reflektierten Welle. Der Mikrocomputer 30 ist mit einer anderen Vorrichtung, wie etwa einer ECU des Fahrzeugs, verbunden und gibt Daten, die die erfasste Präsenzrichtung des Objekts angeben, an die andere Vorrichtung aus. Es sei angemerkt, dass die Details eines Prozesses, der durch den Mikrocomputer 30 ausgeführt wird, später beschrieben werden.
2 ist ein Anordnungsdiagramm, das ein Beispiel des Arrays der Empfangsantennen zeigt. Nachstehend wird die positionelle Beziehung unter den Empfangsantennen 21 bis 25, die in einem XYZ-Koordinatensystem platziert sind, mit Bezug auf 2 beschrieben. In 2 stellt die XY-Ebene eine horizontale Ebene dar, und die Z-Achse stellt eine vertikale Richtung dar. Wie in 2 gezeigt ist, sind die Empfangsantennen 21 bis 25 derart platziert, dass die Empfangsoberflächen von diesen in der YX-Ebene liegen. Das heißt, die X-Koordinaten der Empfangsantennen 21 bis 25 sind die gleichen. Die Empfangsantennen 21 bis 25 sind entlang der Y-Achse in der Reihenfolge der Empfangsantenne 21, Empfangsantenne 22, Empfangsantenne 23, Empfangsantenne 24 und dann Empfangsantenne 25 mit einem Intervall von Δy zwischen diesen angeordnet. Die Empfangsantenne 22 und die Empfangsantenne 23 sind an derselben beliebigen Z-Koordinate platziert. Die Z-Koordinaten der Empfangsantenne 21 und der Empfangsantenne 24 sind um Δz größer (höher) als diese der Empfangsantenne 22 und der Empfangsantenne 23. Die Z-Koordinate der Empfangsantenne 25 ist um Δz größer (höher) als diese der Empfangsantenne 21 und der Empfangsantenne 24. Vorzugsweise sind hier jede von Δy und Δz gleich oder kleiner als die Hälfte der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle, die von der Abstrahlungsantenne 10 übertragen wird.
Aufgrund der vorstehenden Anordnung der Empfangsantennen ist es möglich, zu schätzen, welche eine empfangene reflektierte Welle ist, eine gemischte reflektierte Welle oder eine einzelne reflektierte Welle, durch Vergleichen der Amplitudenhöhen der empfangenen reflektierten Wellen, die durch die Empfangsantennen erfasst werden. Nachstehend wird das Prinzip beschrieben.
Es wird zum Beispiel angenommen, dass eine empfangene reflektierte Welle C eine gemischte reflektierte Welle ist, die aus einer Welle A und einer Welle B mit unterschiedlichen Phasen zusammengesetzt ist. Die Welle A und die Welle B erhöhen oder verringern gegenseitig ihre Amplitudenhöhen an Punkten, an denen die Welle A und die Welle B unterschiedliche Phasen aufweisen. Wenn hier eine Vielzahl von Empfangsantennen im Voraus an unterschiedlichen Positionen platziert wird, wie vorstehend beschrieben, empfangen die Empfangsantennen reflektierte Wellen mit unterschiedlichen Phasen. Wenn die empfangenen reflektierten Wellen gemischte reflektierte Wellen sind, sind gleichzeitig deren Amplitudenhöhen, die durch die Empfangsantennen erfasst werden, voneinander verschieden. Wenn reflektierte Wellen einzelne reflektierte Wellen sind, werden andererseits die reflektierten Wellen mit einer konstanten Amplitudenhöhe durch die Empfangsantennen empfangen, unabhängig von den Positionen der Empfangsantennen. Durch Platzieren der Empfangsantennen, wie in 2 gezeigt, ist es dadurch möglich zu schätzen, dass eine empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist, wenn der Unterschied zwischen den Amplitudenhöhen der empfangenen reflektierten Wellen, die durch die Empfangsantennen erfasst werden, relativ groß ist, und dass eine empfangene reflektierte Welle eine einzelne reflektierte Welle ist, wenn die Differenz zwischen den Amplitudenhöhen der empfangenen reflektierten Wellen, die durch die Empfangsantennen erfasst werden, relativ klein ist.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 3 ein Prozess beschrieben, der durch den Mikrocomputer 30 ausgeführt wird. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Prozesses zeigt, der durch den Mikrocomputer 30 ausgeführt wird. Der Mikrocomputer 30 führt den in 3 gezeigten Prozess aus, wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs mit der Radarvorrichtung 1 eingeschaltet wird. Wenn der in 3 gezeigte Prozess gestartet wird, führt der Mikrocomputer 30 zuerst die Verarbeitung von Schritt S1 aus.
In Schritt S1 beschafft der Mikrocomputer 30 die Amplitudenhöhen, die durch die Empfangsantennen erfasst werden. Danach wird die Amplitudenhöhe, die durch die Empfangsantenne 21 erfasst wird, mit L1 bezeichnet, wird die Amplitudenhöhe, die durch die Empfangsantenne 22 erfasst wird, mit L2 bezeichnet, wird die Amplitudenhöhe, die durch die Empfangsantenne 23 erfasst wird, mit L3 bezeichnet, wird die Amplitudenhöhe, die durch die Empfangsantenne 24 erfasst wird, mit L4 bezeichnet, und wird die Amplitudenhöhe, die durch die Empfangsantenne 25 erfasst wird, mit L5 bezeichnet. Wenn der Mikrocomputer 30 die Verarbeitung von Schritt S1 vervollständigt hat, geht der Prozess über zu Schritt S2.
In Schritt S2 berechnet der Mikrocomputer 30 die Differenzwerte zwischen den Amplitudenhöhen, die durch die Empfangsantennen erfasst wurden. Speziell berechnet der Mikrocomputer 30 zuerst einen Differenzwert ΔLH zwischen den Amplitudenhöhen zwischen irgendwelchen beiden der Empfangsantennen, die an Positionen platziert sind, die die gleiche Z-Koordinate und unterschiedliche Y-Koordinaten aufweisen. Zum Beispiel berechnet der Mikrocomputer 30 den Differenzwert ΔLH zwischen der Amplitudenhöhe L2, die durch die Empfangsantenne 22 erfasst wird, und der Amplitudenhöhe L3, die durch die Empfangsantenne 23 erfasst wird, basierend auf Ausdruck (1).
[Ausdruck 1]

ΔLH = L3 – L2 (1)

Als Nächstes berechnet der Mikrocomputer 30 einen Differenzwert ΔLV zwischen den Amplitudenhöhen, die durch irgendwelche zwei der Empfangsantennen erfasst werden, die an Positionen platziert sind, die unterschiedliche Z-Koordinaten aufweisen. Zum Beispiel berechnet der Mikrocomputer 30 den Differenzwert ΔLV zwischen der Amplitudenhöhe L1, die durch die Empfangsantenne 21 erfasst wird, und der Amplitudenhöhe L2, die durch die Empfangsantenne 22 erfasst wird, basierend auf Ausdruck (2).
[Ausdruck 2]

ΔLV = L2 – L1 (2)

Es sei angemerkt, dass in Schritt S2 der Mikrocomputer 30 die Berechnungen von ΔLH und ΔLV in irgendeiner Reihenfolge ausführen kann. Wenn der Mikrocomputer 30 die Verarbeitung von Schritt S2 vervollständigt hat, geht der Prozess über zu Schritt S3.
In Schritt S3 bestimmt der Mikrocomputer 30, ob die Differenz der Amplitudenhöhe zwischen rechten und linken Empfangsantennen relativ groß ist oder nicht. Speziell bestimmt der Mikrocomputer 30, ob der Differenzwert ΔLH gleich oder größer als ein Differenzschwellenwert ΔLth ist oder nicht. Der Differenzschwellenwert ΔLth ist ein erster Schwellenwert zum Bestimmen der Art einer empfangenen reflektierten Welle. Zusätzlich ist der Differenzschwellenwert ΔLth ein konstanter Wert und im Voraus in der Speichereinrichtung gespeichert. Wenn der Differenzwert ΔLH gleich oder größer als der Differenzschwellenwert ΔLth ist, bestimmt der Mikrocomputer 30, dass die Differenz der Amplitudenhöhen zwischen rechten und linken Empfangsantennen relativ groß ist, und der Prozess geht über zu Schritt S8. Andererseits, wenn der Differenzwert ΔLH kleiner als der Differenzschwellenwert ΔLth ist, bestimmt der Mikrocomputer 30, dass die Differenz der Amplitudenhöhen zwischen rechten und linken Empfangsantennen relativ klein ist, und der Prozess geht über zu Schritt S4.
Gemäß Schritt S3 ist es möglich, zu schätzen, ob eine empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, die über Ausbreitungsrouten angekommen sind, die mit Bezug auf die horizontale Richtung (XY-Ebenenkomponenten) verschieden sind (nachstehend wird solch eine gemischte reflektierte Welle als eine horizontale gemischte Welle bezeichnet), oder nicht. Speziell, wenn die Differenz der Amplitudenhöhe zwischen rechten und linken Empfangsantennen groß ist, kann der Mikrocomputer 30 schätzen, dass eine empfangene reflektierte Welle eine horizontale gemischte Welle ist. Andererseits, wenn die Differenz der Amplitudenhöhen zwischen rechten und linken Empfangsantennen klein ist, kann der Mikrocomputer 30 schätzen, dass eine empfangene reflektierte Welle eine einzelne reflektierte Welle ist, oder dass eine empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, dessen Ausbreitungsrichtungen zumindest mit Bezug auf horizontale Richtungen (XY-Ebenenkomponenten) die gleichen sind. Es sei angemerkt, dass betrachtet werden kann, dass solch eine gemischte reflektierte Welle, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, dessen Ausbreitungsrichtungen zumindest mit Bezug auf eine horizontale Richtung (XY-Ebenenkomponenten) die gleichen sind, eine gemischte reflektierte Welle ist, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, die über Ausbreitungsrouten angekommen sind, die mit Bezug auf die vertikale Richtung (XZ-Ebenenkomponenten) verschieden sind (nachstehend wird solch eine gemischte reflektierte Welle als eine vertikale gemischte Welle bezeichnet).
In Schritt S4 bestimmt der Mikrocomputer 30, ob die Differenz der Amplitudenhöhe zwischen oberen und unteren Empfangsantennen relativ groß ist oder nicht. Speziell bestimmt der Mikrocomputer 30, ob der Differenzwert ΔLV gleich oder größer als der Differenzschwellenwert ΔLth ist oder nicht. Wenn der Differenzwert ΔLV gleich oder größer als der Differenzschwellenwert ΔLth ist, bestimmt der Mikrocomputer 30, dass die Differenz der Amplitudenhöhen zwischen oberen und unteren Empfangsantennen relativ groß ist, und der Prozess geht über zu Schritt S8. Andererseits, wenn der Differenzwert ΔLV kleiner als der Differenzschwellenwert ΔLth ist, bestimmt der Mikrocomputer 30, dass die Differenz der Amplitudenhöhe zwischen oberen und unteren Empfangsantennen relativ klein ist, und der Prozess geht über zu Schritt S5.
Gemäß Schritt S4 ist es möglich, zu schätzen, ob eine empfangene reflektierte Welle eine vertikale gemischte Welle ist oder nicht. Speziell, wenn die Differenz der Amplitudenhöhen zwischen oberen und unteren Empfangsantennen groß ist, kann der Mikrocomputer 30 schätzen, dass eine empfangene reflektierte Welle eine vertikale gemischte Welle ist. Andererseits, wenn die Differenz der Amplitudenhöhen zwischen oberen und unteren Empfangsantennen klein ist, kann der Mikrocomputer 30 schätzen, dass eine empfangene reflektierte Welle eine einzelne reflektierte Welle ist, weil sie weder einer horizontalen gemischten Welle noch einer vertikalen gemischten Welle entspricht.
Somit ist es gemäß Schritten S1 bis S4 möglich, die Art der empfangenen reflektierten Welle durch Vergleichen der Amplitudenhöhen, die durch die Empfangsantennen erfasst werden, zu schätzen.
In Schritt S5 berechnet der Mikrocomputer 30 eine Objektentfernung D. Die Objektentfernung D ist die Entfernung zu einem Objekt, das eine empfangene reflektierte Welle verursacht. Es sei angemerkt, dass ein herkömmlich bekanntes Verfahren für die Berechnung der Objektentfernung D verwendet werden kann. Zum Beispiel berechnet der Mikrocomputer 30 die Objektentfernung D basierend auf der Schwankung in einer Frequenz zwischen einer empfangenen reflektierten Welle, die durch irgendeine der Empfangsantennen erfasst wird, und einer elektromagnetischen Welle, die durch die Abstrahlungsantenne 10 abgestrahlt wird. Üblicherweise berechnet der Mikrocomputer 30 die Entfernung zu einem Objekt unter Verwendung einer FM-CW-Technik. Wenn der Mikrocomputer 30 die Verarbeitung von Schritt S5 vervollständigt hat, geht der Prozess über zu Schritt S6.
In Schritt S6 berechnet der Mikrocomputer 30 einen Amplitudenhöhenschwellenwert LD. Der Amplitudenhöhenschwellenwert LD ist ein zweiter Schwellenwert zum Bestimmen der Art einer empfangenen reflektierten Welle. Der Amplitudenhöhenschwellenwert LD ist eine Variable, die gemäß dem Wert der Objektentfernung D variiert.
Genauer kann der Amplitudenhöhenschwellenwert LD eine Variable sein, die gemäß der Amplitudenhöhe einer empfangenen reflektierten Welle bestimmt wird, von der angenommen wird, dass sie in dem Fall erfasst wird, wenn eine Empfangsantenne eine reflektierte Welle von einer Person empfängt, die an einer Position, die von der Radarvorrichtung 1 durch die Objektentfernung D getrennt ist, vorhanden ist. Zum Beispiel speichert der Mikrocomputer 30 im Voraus eine Datentabelle, die die Korrespondenzbeziehung zwischen dem Wert der Objektentfernung D und dem Amplitudenhöhenschwellenwert LD angibt. Der Mikrocomputer 30 liest den Amplitudenhöhenschwellenwert LD entsprechend dem Wert der Objektentfernung D, die in Schritt S5 berechnet wird, aus der Datentabelle. Die Werte des Amplitudenhöhenschwellenwerts LD entsprechend den entsprechenden Werten der Objektentfernung D in der Datentabelle können hier im Voraus durch Experimente oder Ähnliches bestimmt werden. Das heißt, während eine Person tatsächlich in vorbestimmten Entfernungen von der Radarvorrichtung 1 steht und die Intensität einer empfangenen reflektierten Welle gemessen wird, werden die Werte des Amplitudenhöhenschwellenwerts LD entsprechend den entsprechenden Werten der Objektentfernung D in der Datentabelle eingestellt. Die Werte des Amplitudenhöhenschwellenwerts LD können hier ein Wert sein, der durch Addieren eines vorbestimmten konstanten Wertes zu den tatsächlich erfassten Werten der Amplitudenhöhen der empfangenen reflektierten Wellen addiert wird. Es sei angemerkt, dass allgemein die Amplitudenhöhe schwächer wird, wenn sich die Ausbreitungsentfernung erhöht. Deshalb, je länger die Objektentfernung D ist, desto kleiner ist der Amplitudenhöhenschwellenwert LD.
Es sei angemerkt, dass das vorstehend beschriebene Verfahren des Berechnens des Amplitudenhöhenschwellenwerts LD lediglich ein Beispiel ist. Der Mikrocomputer 30 kann eine herkömmlich bekannte Technik verwenden, um den Amplitudenhöhenschwellenwert LD zu berechnen. Wenn der Mikrocomputer 30 die Verarbeitung von Schritt S6 vervollständigt hat, geht der Prozess über zur Schritt S7.
In Schritt S7 bestimmt der Mikrocomputer 30, ob die Amplitudenhöhe L1 gleich oder kleiner als der Amplitudenhöhenschwellenwert LD ist oder nicht. Wenn der Mikrocomputer 30 bestimmt hat, dass die Amplitudenhöhe L1 gleich oder kleiner als der Amplitudenhöhenschwellenwert LD ist, geht der Prozess über zu Schritt S9. Wenn der Mikrocomputer 30 andererseits bestimmt hat, dass die Amplitudenhöhe L1 größer als der Amplitudenhöhenschwellenwert LD ist, geht der Prozess über zu Schritt S8.
Gemäß den Schritten S5 bis S7, auch wenn die Differenz zwischen den Amplitudenhöhen, die durch die Empfangsantennen erfasst werden, klein ist, kann der Mikrocomputer 30 in einer Situation, in der es eine hohe Möglichkeit eines Verfehlens eines Erfassens einer Person gibt, schätzen, dass eine empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist.
Zum Beispiel wird angenommen, dass ein Anhänger oder Ähnliches, der eine elektromagnetische Welle relativ leicht reflektiert, in der Nähe einer Person, die eine elektromagnetische Welle relativ schwer reflektiert, vorhanden ist. In solch einem Fall, auch wenn eine reflektierte Welle von einer Person mit einer reflektierten Welle von einem Anhänger interferiert, um eine gemischte reflektierte Welle zu verursachen, ist der Einfluss der von der Person reflektierten Welle auf die Amplitudenhöhe der von dem Anhänger reflektierten Welle klein. Deshalb gibt es eine Möglichkeit, dass der Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen, die durch die Empfangsantennen erfasst werden, klein wird, obwohl gemischte reflektierte Wellen durch die Empfangsantennen empfangen wurden. Gemäß Schritten S5 bis S7 schätzt der Mikrocomputer 30 in solch einer Situation, dass eine empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist, wodurch bestimmt wird, dass reflektierte Wellen von einer Vielzahl von Objekten aufgetreten sind und verhindert wird, dass eine Person nicht erkannt wird.
In Schritt S8 berechnet der Mikrocomputer 30 die Einfallsrichtung einer empfangenen reflektierten Welle unter Verwendung einer Maximum-Likelihood-Schätzung. Ein Verfahren des Berechnens der Einfallsrichtung in einer Vielzahl von reflektierten Wellen unter Verwendung der Maximum-Likelihood-Schätzung ist eine herkömmlich bekannte Technik. Ein Beispiel des Berechnungsverfahrens wird nachstehend gezeigt.
Zuerst liest der Mikrocomputer 30 einen theoretischen Ausdruck einer empfangenen reflektierten Welle, die durch jede Empfangsantenne zu empfangen ist, der im Voraus in der Speichereinrichtung gespeichert ist, und ersetzt sequentiell mögliche Werte in jedem Parameter des theoretischen Ausdrucks.
In dem Fall, in dem eine gemischte reflektierte Welle, die aus zwei reflektierten Wellen W1 und W2 zusammengesetzt ist, als eine empfangene reflektierte Welle ankommt, werden die theoretischen Ausdrücke der empfangenen reflektierten Wellen, die durch die Empfangsantennen empfangen werden, durch Ausdrücke (3) bis (7) entsprechend dargestellt. E1 ist Ausdruck (3) gibt ein Signal der empfangenen reflektierten Welle, die durch die Empfangsantenne 21 empfangen wird, and. E2 in Ausdruck (4) gibt ein Signal der empfangenen reflektierten Welle, die durch die Empfangsantenne 22 empfangen wird, an. E3 in Ausdruck (5) gibt ein Signal der empfangenen reflektierten Welle, die durch die Empfangsantenne 23 empfangen wird, an. E4 in Ausdruck (6) gibt ein Signal der empfangenen reflektierten Welle, die durch die Empfangsantenne 24 empfangen wird, an. E5 in Ausdruck (7) gibt ein Signal der empfangenen reflektierten Welle, die durch die Empfangsantenne 25 empfangen wird, an.
[Ausdruck 3]

E1 = A₁exp[j 2π / λΔzsinθ₁] + A₂exp[j 2π / λΔzsinθ₂] (3)

[Ausdruck 4]

E2 = A₁exp[j 2π / λΔycosθ₁sinϕ₁] + A₂exp[j 2π / λΔycosθ₂sinϕ₂] (4)

[Ausdruck 5]

E3 = A₁exp[j 4π / λΔycosθ₁sinϕ₁] + A₂exp[j 4π / λΔycosθ₂sinϕ₂] (5)

[Ausdruck 6]

E4 = A₁exp[j 2π / λ{3Δycosθ₁sinϕ₁ + Δzcosθ₁}] + A₂exp[j 2π / λ{3Δycosθ₂sinϕ₂ + Δzcosθ₂}] (6)

[Ausdruck 7]

E5 = A₁exp[j 2π / λ{4Δycosθ₁sinϕ₁ + 2Δzcosθ₁}] + A₂exp[j 2π / λ{4Δycosθ₂sinϕ₂ + 2Δzcosθ₂}] (7)

Es sei angemerkt, dass in den vorstehenden Ausdrücken (3) bis (7), A die Amplitude von jeder reflektierten Welle angibt, und ϕ und θ Parameter sind, die die Einfallsrichtung von jeder reflektierten Welle angeben. In den vorstehenden Ausdrücken sind die Parameter für die reflektierte Welle W1 mit Index 1 markiert und sind die Parameter für die reflektierte Welle W2 mit Index 2 markiert, wodurch die Korrespondenzbeziehung zwischen jeder reflektierten Welle und den Parametern angegeben wird.
Nachstehend werden die Definitionen des Winkels ϕ und des Winkels θ mit Bezug auf 4 beschrieben. 4 zeigt die Definitionen des Winkels ϕ und des Winkels θ, die die Einfallsrichtung von jeder reflektierten Welle angeben. Das Koordinatensystem in 4 ist ähnlich dem in 2. In 4 gibt ein Vektor R die Einfallsrichtung einer reflektierten Welle an. Der Winkel ϕ ist der Winkel, der zwischen dem Vektor R und der XZ-Ebene gebildet wird. Der Winkel θ ist der Winkel, der durch den Vektor R und die XY-Ebene gebildet wird.
Der Mikrocomputer 30 vergleicht die Werte, die durch sequentielles Einsetzen von Werten, die die Parameter annehmen können, in die Parameter in jedem theoretischen Ausdruck, berechnet werden, mit einem tatsächlichen Signalwert, der durch jede Empfangsantenne empfangen wird. Der Mikrocomputer 30 bestimmt als die Einfallsrichtung der reflektierten Welle eine Kombination des Winkels θ und des Winkels ϕ, die die Differenz zwischen dem berechneten Wert und dem tatsächlichen Signalwert minimiert. Nach einem Bestimmen von solch einem Winkel ϕ und einem Winkel θ gibt der Mikrocomputer 30 Daten, die den Winkel ϕ und den Winkel θ angeben, an die andere Einrichtung, wie etwa die ECU des Fahrzeugs, aus. Wenn der Mikrocomputer 30 die Verarbeitung von Schritt S8 vervollständigt hat, geht der Prozess über zu Schritt S10.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Schritt S8, wenn geschätzt ist, dass eine empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist, berechnet der Mikrocomputer 30 die Einfallsrichtung von jeder reflektierten Welle unter Verwendung der Maximum-Likelihood-Schätzung. Somit, während die Einfallsrichtungen von einer Vielzahl von reflektierten Wellen, die eine gemischte reflektierte Welle bilden, berechnet werden, kann der Mikrocomputer 30 genau die Präsenzrichtung von Objekten, die die reflektierten Wellen verursachen, berechnen.
In Schritt S9 berechnet der Mikrocomputer 30 die Einfallsrichtung einer reflektierten Welle unter Verwendung der Phasen-Monopuls-Technik. Ein Verfahren des Berechnens der Einfallsrichtung einer einzelnen reflektierten Welle unter Verwendung der Phasen-Monopuls-Technik ist eine herkömmlich bekannte Technik. Ein Beispiel des Berechnungsverfahrens wird nachstehend gezeigt.
Zuerst beschafft der Mikrocomputer 30 die Phasen von empfangenen reflektierten Wellen, die durch die Empfangsantennen erfasst werden. Der Mikrocomputer 30 berechnet eine Phasendifferenz Δψ1 zwischen der Empfangsantenne 22 und der Empfangsantenne 21 und eine Phasendifferenz Δψ2 zwischen der Empfangsantenne 23 und der Empfangsantenne 24.
Die Phasendifferenz Δψ1 und die Phasendifferenz Δψ2 sind hier entsprechend durch Ausdruck (8) und Ausdruck (9) dargestellt.
[Ausdruck 8]

Δψ1 = 2π / λ[–Δycosθsinϕ + Δzsinϕ] (8)

[Ausdruck 9]

Δψ2 = 2π / λ[Δycosθsinϕ + Δzsinϕ] (9)

Das heißt, der Winkel θ und der Winkel ϕ werden unter Verwendung der Phasendifferenz Δψ1 und der Phasendifferenz Δψ2 entsprechend durch Ausdruck (10) und Ausdruck (11) dargestellt.
[Ausdruck 10]

θ = arcsin[ λ / 4πΔz(Δψ1 + Δψ2)] (10)

[Ausdruck 11]
θ = arcsin[ λ / 4πΔz(Δψ1 + Δψ2)] (11)
Der Mikrocomputer 30 setzt die berechneten Werte der Phasendifferenz Δψ1 und der Phasendifferenz Δψ2 in Ausdruck (10) und Ausdruck (11) ein, die im Voraus in der Speichereinrichtung gespeichert sind, wodurch der Winkel ϕ und der Winkel θ berechnet werden. Der Mikrocomputer 30 gibt Daten, die den Winkel ϕ und den Winkel θ angeben, an die andere Einrichtung, wie etwa die ECU des Fahrzeugs, aus. Wenn der Mikrocomputer 30 die Verarbeitung von Schritt S9 vervollständigt hat, geht der Prozess über zu Schritt S10.
Gemäß Schritt S9, wenn geschätzt ist, dass eine empfangene reflektierte Welle eine einzelne reflektierte Welle ist, berechnet der Mikrocomputer 30 die Einfallsrichtung der reflektierten Welle unter Verwendung der Phasen-Monopuls-Technik. Allgemein ist im Fall des Verwendens der Phasen-Monopuls-Technik der Verarbeitungsaufwand kleiner als in dem Fall des Verwendens der Maximum-Likelihood-Schätzung. Deshalb kann, wenn eine empfangene reflektierte Welle eine einzelne reflektierte Welle ist, der Mikrocomputer 30 die Präsenzrichtung eines Objekts, das die reflektierte Welle verursacht, einfach und mit einem relativ geringen Verarbeitungsaufwand berechnen.
In Schritt S10 bestimmt der Mikrocomputer 30, ob eine Beendigungsoperation ausgeführt wurde oder nicht. Speziell bestimmt der Mikrocomputer 30 zum Beispiel, ob eine IG-Energieversorgung des Fahrzeugs mit der Radarvorrichtung 1 abgeschaltet wurde oder nicht. Wenn der Mikrocomputer 30 bestimmt hat, dass die Beendigungsoperation ausgeführt wurde, beendet der Mikrocomputer 30 den in 3 gezeigten Prozess. Andererseits, wenn der Mikrocomputer 30 bestimmt hat, dass die Beendigungsoperation nicht ausgeführt wurde, kehrt der Prozess zurück zu Schritt S1, um die vorstehend beschriebenen Schritte zu wiederholen.
Wie vorstehend beschrieben, gemäß dem Prozess durch den Mikrocomputer 30, kann der Mikrocomputer 30 die Art einer empfangenen reflektierten Welle schätzen und die Einfallsrichtung der reflektierten Welle unter Verwendung der Maximum-Likelihood-Schätzung oder der Phasen-Monopuls-Technik gemäß der Art der empfangenen reflektierten Welle berechnen. Das heißt, die Radarvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Art einer empfangenen reflektierten Welle schätzen und die Präsenzrichtung eines Objekts unter Verwendung eines Berechnungsverfahrens entsprechend der Art der reflektierten Welle genau berechnen.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ändert der Mikrocomputer 30 als ein Beispiel das Berechnungsverfahren der Einfallsrichtung einer reflektierten Welle gemäß der Art einer empfangenen reflektierten Welle. Solange die Art einer empfangenen reflektierten Welle jedoch bestimmt werden kann, kann der Mikrocomputer 30 einen anderen Prozess gemäß dem Ergebnis der Bestimmung durchführen. Wenn der Mikrocomputer 30 zum Beispiel bestimmt hat, dass eine empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist, kann der Mikrocomputer 30 ein Objekt, das die empfangene reflektierte Welle verursacht hat, so behandeln, als wäre es nicht erfasst worden, ohne die Einfallsrichtung zu berechnen. Das heißt, der Mikrocomputer 30 kann Schritt S8 weglassen. Wenn der Mikrocomputer 30 bestimmt hat, dass eine empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist, wenn die Positionsinformationen über ein Objekt an einen anderen Computer oder Ähnliches ausgegeben werden, kann der Mikrocomputer 30 zusätzlich Markierungsdaten ausgeben, die angeben, dass die Genauigkeit der Positionsinformationen gering ist, zusammen mit den Daten der Positionsinformationen.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel bestimmt der Mikrocomputer 30 als ein Beispiel, ob eine empfangene reflektierte Welle eine gemischte reflektierte Welle ist, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, die sich über Routen ausgebreitet haben, die mit Bezug auf die horizontale Richtung voneinander verschieden sind, oder nicht, basierend auf dem Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen, die durch die Empfangsantenne 22 und die Empfangsantenne 23 erfasst werden. Der Mikrocomputer 30 kann jedoch die Bestimmung basierend auf dem Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen, die durch andere Empfangsantennen erfasst werden, durchführen. Speziell kann der Mikrocomputer 30 irgendwelche zwei der Empfangsantennen auswählen, die an Positionen platziert sind, die die gleiche Z-Koordinate und unterschiedliche Y-Koordinaten aufweist. Zum Beispiel kann der Differenzwert zwischen der Amplitudenhöhe L1, die durch die Empfangsantenne 21 empfangen wird, und der Amplitudenhöhe L4, die durch die Empfangsantenne 24 empfangen wird, als ΔLH verwendet werden. Es sei angemerkt, dass vorzugsweise die Distanz zwischen zwei Empfangsantennen, die in dem Prozess ausgewählt werden, gleich oder kürzer als λ/2 ist.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden als ein Beispiel 5 Empfangsantennen zum Bestimmen der Art einer reflektierten Welle verwendet. Die Anzahl von Empfangsantennen kann jedoch gemäß einer Komponente der Einfallsrichtung einer reflektierten Welle, die zu erfassen ist, geändert werden.
In dem Fall zum Beispiel, in dem nur eine Komponente des Winkels ϕ der Einfallsrichtung einer reflektierten Welle zu berechnen ist, kann die Empfangsantenne 25 weggelassen werden. Speziell, wie in 5 gezeigt ist, kann die Array-Antenne 20 aus nur vier Empfangsantennen, das heißt den Empfangsantennen 21 bis 24, zusammengestellt werden. 5 ist ein Anordnungsdiagramm, das ein Beispiel des Arrays der Empfangsantennen in einem Fall zeigt, in dem Empfangsantenne 25 weggelassen wird. Alternativ, in dem Fall, in dem nur eine Komponente des Winkels θ der Einfallsrichtung einer reflektierten Welle zu berechnen ist, könnten die Empfangsantenne 23 und die Empfangsantenne 25 weggelassen werden. Speziell, wie in 6 gezeigt ist, könnte die Array-Antenne 20 aus nur drei Empfangsantennen, das heißt den Empfangsantennen 21, 22 und 24, zusammengesetzt werden. 6 ist ein Anordnungsdiagramm, das ein Beispiel des Arrays der Empfangsantennen in dem Fall zeigt, in dem Empfangsantennen 23 und 25 weggelassen sind. In dem Fall des Verwendens der Anordnung der Empfangsantennen, wie in 6 gezeigt ist, ist die Entfernung zwischen der Empfangsantenne 22 und der Empfangsantenne 24 mit Bezug auf die Y-Achsenrichtung vorzugsweise gleich Δy.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel sind die Empfangsantennen als ein Beispiel in regulären Intervallen mit Bezug auf die Y-Achsenrichtung angeordnet. Von den Empfangsantennen können jedoch diejenigen, die unterschiedliche Z-Koordinaten aufweisen, so platziert werden, dass sie die gleiche Y-Koordinate aufweisen. Zum Beispiel kann die Empfangsantenne 21 über der Empfangsantenne 22 platziert werden. Allgemein wird jedoch angenommen, dass jede Empfangsantenneneinrichtung eine sich in die Z-Richtung erstreckende Form aufweist, oder einen Draht, der sich von jeder Antenne nach unten erstreckt. In solch einem Fall ist es effektiv, dass die Empfangsantennen in regulären Abständen mit Bezug auf die Y-Achsenrichtung angeordnet sind, wie in 2 gezeigt ist.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel bestimmt der Mikrocomputer 30 als ein Beispiel, ob die Differenz zwischen den Amplitudenhöhen der Empfangsantennen relativ groß ist oder nicht, basierend auf dem Differenzwert. Der Mikrocomputer 30 kann jedoch bestimmen, ob die Differenz zwischen den Amplitudenhöhen der Empfangsantennen relativ groß ist oder nicht, basierend auf einem anderen Parameter als dem Differenzwert. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 30 durch Teilen der Amplitudenhöhe von einer Empfangsantenne durch die Amplitudenhöhe von einer anderen Empfangsantenne einen Bruch berechnen. Dann kann der Mikrocomputer 30 bestimmen, ob die Differenz zwischen den Amplitudenhöhen der Empfangsantennen relativ groß ist oder nicht, basierend auf dem Bruch.
Die Radarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist effektiv auf eine Radarvorrichtung anwendbar, die dazu in der Lage ist, zu schätzen, ob eine reflektierte Welle eine einzelne reflektierte Welle ist, die nur von einem Objekt reflektiert wird, oder eine gemischte reflektierte Welle ist, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, die über unterschiedliche Ausbreitungsrouten angekommen sind und miteinander interferiert sind.
Bezugszeichenliste

1: Radarvorrichtung
10: Abstrahlungsantenne
20: Array-Antenne
21, 22, 23, 24, 25: Empfangsantenne
30: Mikrocomputer

Claims

Radarvorrichtung, die eine elektromagnetische Welle abstrahlt, eine reflektierte Welle empfängt, die dadurch verursacht wird, dass die elektromagnetische Welle von einem Objekt reflektiert wird, und die Präsenzrichtung, in der das Objekt präsent ist, erfasst, wobei die Radarvorrichtung aufweist: einen Abschnitt zum Abstrahlen einer elektromagnetischen Welle, der dazu konfiguriert ist, die elektromagnetische Welle abzustrahlen; einen Abschnitt zum Empfangen einer reflektierten Welle, der dazu konfiguriert ist, die reflektierte Welle zu empfangen und Informationen über die empfangene reflektierte Welle zu erfassen; einen Abschnitt zum Schätzen einer Art einer reflektierten Welle, der dazu konfiguriert ist, zu bestimmen, welches die Art der empfangenen reflektierten Welle, die durch den Abschnitt zum Empfangen einer reflektierten Welle empfangen wird, ist, eine einzelne reflektierte Welle, die nur von einem Objekt reflektiert wird, oder eine gemischte reflektierte Welle, die aus einer Vielzahl von reflektierten Wellen zusammengesetzt ist, die von verschiedenen Objekten reflektiert werden, die sich gegenseitig beeinflusst haben, basierend auf Informationen über die empfangene reflektierte Welle; und einen Richtungsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung durch den Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle, ein Verfahren zum Berechnen der Präsenzrichtung des Objekts zu ändern, und die Präsenzrichtung des Objekts durch das Verfahren zu berechnen, wobei der Abschnitt zum Empfangen einer reflektierten Welle umfasst: zumindest drei Antennen, deren Empfangsoberflächen in der gleichen Ebene angeordnet sind, wobei zumindest zwei der zumindest drei Antennen mit einem vorbestimmten Abstand in eine horizontale Richtung zwischen diesen angeordnet sind und zumindest zwei der zumindest drei Antennen mit einem vorbestimmten Abstand in eine vertikale Richtung zwischen diesen angeordnet sind, wobei jede Antenne dazu konfiguriert ist, zumindest die Amplitudenhöhe der empfangenen reflektierten Welle als die Informationen über die empfangene reflektierte Welle zu erfassen, und der Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle bestimmt, welche die Art der empfangenen reflektierten Welle ist, die einzelne reflektierte Welle oder die gemischte reflektierte Welle, basierend auf einem ersten Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen der empfangenen reflektierten Welle, der durch die zumindest zwei der zumindest drei Antennen, die mit einem vorbestimmten Abstand in eine horizontale Richtung zwischen diesen angeordnet sind, erfasst wird, und einem zweiten Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen der empfangenen reflektierten Welle, der durch die zumindest zwei der zumindest drei Antennen, die mit einem vorbestimmten Abstand in eine vertikale Richtung zwischen diesen angeordnet sind, erfasst wird.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei wenn bestimmt wurde, dass die Art der empfangenen reflektierten Welle die gemischte reflektierte Welle ist, der Richtungsberechnungsabschnitt die Präsenzrichtung des Objekts durch eine Maximum-Likelihood-Schätzung berechnet.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die zumindest drei Antennen jeweils die Phase der empfangenen reflektierten Welle erfassen, und wenn bestimmt ist, dass die Art der empfangenen reflektierten Welle die einzelne reflektierte Welle ist, der Richtungsberechnungsabschnitt die Präsenzrichtung des Objekts durch eine Phasen-Monopuls-Technik berechnet, basierend auf der Phase der empfangenen reflektierten Welle, die durch eine der zumindest drei Antennen erfasst wird, und der Phase der empfangenen reflektierten Welle, die durch eine andere der zumindest drei Antennen erfasst wird.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle (A) wenn zumindest einer des ersten und zweiten Differenzwerts zwischen den Amplitudenhöhen gleich oder größer als ein vorbestimmter Differenzschwellenwert ist, bestimmt, dass die empfangene reflektierte Welle die gemischte reflektierte Welle ist, und (B) wenn sowohl der erste als auch der zweite Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen kleiner als der vorbestimmte Differenzschwellenwert sind, bestimmt, dass die empfangene reflektierte Welle die einzelne reflektierte Welle ist.
Radarvorrichtung gemäß Anspruch 4, weiterhin mit: einem Entfernungsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Entfernung zu dem Objekt zu berechnen, basierend auf den Informationen über die empfangene reflektierte Welle, die durch eine der zumindest drei Antennen erfasst wird; und einem Abschnitt zum Berechnen eines Amplitudenhöhenschwellenwerts, der dazu konfiguriert ist, einen Amplitudenhöhenschwellenwert gemäß der Entfernung des Objekts zu berechnen, wobei der Abschnitt zum Schätzen einer Art der reflektierten Welle, (C) wenn der erste und zweite Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen kleiner als der vorbestimmte Differenzschwellenwert ist und wenn die Amplitudenhöhe der empfangenen reflektierten Welle, die durch die eine der zumindest drei Antennen erfasst wird, kleiner ist als der Amplitudenhöhenschwellenwert, bestimmt, dass die empfangene reflektierte Welle die einzelne reflektierte Welle ist, und (D) wenn der erste und zweite Differenzwert zwischen den Amplitudenhöhen kleiner als der vorbestimmte Differenzschwellenwert ist und wenn die Amplitudenhöhe der empfangenen reflektierten Welle, die durch die eine der zumindest drei Antennen erfasst wird, gleich oder größer als der Amplitudenhöhenschwellenwert ist, bestimmt, dass die empfangene reflektierte Welle die gemischte reflektierte Welle ist.