JP2013217886A - 車載用のレーダ装置、検知方法、検知プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車室内に取り付けたときの検知性能の低下を抑制することができる車載用のレーダ装置、検知方法、検知プログラムを提供すること。
【解決手段】車載用のレーダ装置は、送信波を送信する送信部（１００）と、前記送信波が対象物により反射された反射波を受信して受信信号を生成し、該受信信号に信号処理を施して前記対象物を検知する受信部（２００）とを備えた車載用のレーダ装置であって、当該車載用のレーダ装置が車室内にあるか否かを判定する判定部（３００）と、前記判定部による判定の結果が肯定的である場合、前記送信波または前記反射波の伝搬経路での減衰量を補うように、前記送信部の送信特性または前記受信部の受信特性を調整する調整部（４００）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物を検知するための車載用のレーダ装置、検知方法、検知プログラムに関する。

近年、自動車などの車両における利便性や安全性の向上のために、センシング装置として、ミリ波レーダを利用した車載用のレーダ装置の搭載が活発となっている。この種のレーダ装置では、縦方向の検出手法として、対象物（物体）との距離と相対速度を同時に取得することが可能であるＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式が一般的に用いられている。また、横方向の検出手法としては、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）による対象物の方位検出や、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）による対象物の分離などの方式が知られている。ここで、縦方向とは、車両の前方方向（進行方向）と同じ方向を表す。また、この場合、横方向とは、車両の前方方向（進行方向）に対して方位（方位角度）の方向を表す。

ＦＭＣＷ方式を使用する車載用のレーダ装置では、送信アンテナから変調波を送信し、受信アンテナが並んだアレーアンテナによって反射物（対象物）からの反射波を受信して、その受信信号をミキサによりミキシングすることにより、ビート信号を生成する。その後、このビート信号をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器によりデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理することにより、反射物に対する周波数成分を抽出する。そして、変調周波数の増加区間と減少区間において抽出された周波数成分の組合わせにより、対象物の相対速度と距離を算出する。また、車載用のレーダ装置では、反射物に対する周波数成分に対して、ＤＢＦや高分解能アルゴリズムなどの信号処理を用いた方位検出を行うことで、対象物の方位を算出する。

特開２０１１−９９６８３号公報

ところで、通常、この種の車載用のレーダ装置は、当該車両の前方に存在する対象物に関する情報を検出（検知）するために、当該車両の前部、例えばフロントバンパ部やフロントグリル部に取り付けられている。特許文献１には、レーダ装置とカメラを併用したセンサ・フュージョンシステムについて、そのレーダ装置がフロントグリル部に取り付けられたものが開示されている（特許文献１の段落[００１８]の記載参照）。

レーダ装置をフロントバンパ部やフロントグリル部に取り付けた場合、例えば衝突時にレーダ装置が故障して動作しなくなるおそれがある。また、レーダ装置をフロントバンパ部等に取り付けた場合、レーダ装置から放射される電磁波がエンジンルーム内の電子機器の通信に影響を及ぼすおそれもある。もし、レーダ装置を車室内に取り付ければ、衝突によるレーダ装置の故障や、エンジンルーム内に配置された電子機器の通信に対する影響を低減することができる。

しかしながら、レーダ装置を車室内に取り付けると、フロントガラスによりレーダ装置が送受信する電波の強度が減衰する。このため、上述の従来技術によれば、レーダ装置を車室内に取り付けると、検知性能が低下するおそれがあるという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮して為されたものであり、車室内に取り付けたときの検知性能の低下を抑制することができる車載用のレーダ装置、検知方法、検知プログラムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る車載用のレーダ装置は、送信波を送信する送信部と、前記送信波が対象物により反射された反射波を受信して受信信号を生成し、該受信信号に信号処理を施して前記対象物を検知する受信部とを備えた車載用のレーダ装置であって、当該車載用のレーダ装置が車室内にあるか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定の結果が肯定的である場合、前記送信波または前記反射波の伝搬経路での減衰量を補うように、前記送信部の送信特性または前記受信部の受信特性を調整する調整部とを備えた車載用のレーダ装置の構成を有する。

前記車載用のレーダ装置において、例えば、前記調整部は、前記減衰量に応じて前記送信部の送信出力を増加させることにより、前記送信特性を調整することを特徴とする。
前記車載用のレーダ装置において、例えば、前記調整部は、前記減衰量に応じて前記受信部の受信利得を増加させることにより、前記受信特性を調整することを特徴とする。
前記車載用のレーダ装置において、例えば、前記調整部は、前記減衰量に応じた前記受信部の受信利得の増加に相当する係数を、前記受信部が前記受信信号に前記信号処理を施す過程で得られる信号成分に乗算することにより、前記受信特性を調整することを特徴とする。
前記車載用のレーダ装置において、例えば、当該レーダ装置は、カメラ装置と同一の筐体に収容されたことを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る車載用のレーダ装置による検知方法は、送信波を送信する送信部と、前記送信波が対象物により反射された反射波を受信して受信信号を生成し、該受信信号に信号処理を施して前記対象物を検知する受信部とを備えた車載用のレーダ装置による検知方法であって、当該車載用のレーダ装置が車室内にあるか否かを判定するステップと、前記判定の結果が肯定的である場合、前記送信波または前記反射波の伝搬経路での減衰量を補うように、前記送信部の送信特性または前記受信部の受信特性を調整するステップとを含む、車載用のレーダ装置による検知方法の構成を有する。
上記課題を解決するために、本発明に係る検知プログラムは、コンピュータに、前記車載用のレーダ装置による検知方法に含まれる各ステップを実行させるための検知プログラムの構成を有する。

本発明によれば、検知性能の低下を抑制しつつ、車室内に取り付けることが可能な車載用のレーダ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による車載用のレーダ装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による車載用のレーダ装置の取り付け例を示す図である。 本発明の一実施形態による車載用のレーダ装置において行われる処理の手順の一例を示すフローチャート図である。

以下、図面を参照して、本発明による第１実施形態から第４実施形態を順に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による車載用のレーダ装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、車載用のレーダ装置の一例として、電子走査型レーダ装置（ＦＭＣＷ方式のミリ波レーダ装置）を示す。本レーダ装置は、車両（例えば自動車）の前方に電波（送信波）を送出して、当該車両の前方に存在する対象物（ターゲット）に関する情報を検出（検知）するために、車室内（例えばルームミラー部）または車室外（例えばフロントグリル部またはフロントバンパ部など）に取り付け可能となっている。
なお、本実施形態では、電子走査型レーダ装置（ＦＭＣＷ方式のミリ波レーダ装置）を例として説明するが、本発明は、このような例に限定されるものではなく、送信出力などの送信特性または受信利得などの受信特性の制御が可能なレーダ装置であれば、どのような装置にも適用可能である。

図２（ａ）および（ｂ）は、本レーダ装置の車室内への取り付け例を示す図である。図２（ａ）に示す例では、点線丸印内に示すように、本実施形態によるレーダ装置Ｒは、電波の送受信方向を車両の進行方向（点線丸印内の矢印で示す方向）に向けた状態で、ルームミラーＭとフロントガラスＦとの間に取り付けられている。また、図２（ｂ）に示す例では、レーダ装置Ｒは、電波の送受信方向を車両の進行方向に向けた状態でダッシュボード上に取り付けられている。

ただし、図２の例に限定されず、本レーダ装置は、フロントガラスの四隅の何れかに取り付けることもでき、或いは、ルームミラーと一体的に構成することもできる。即ち、本レーダ装置は、対象物に送信波を照射して反射波を受信することができる限度において、車室内の任意の場所に取り付けてもよい。また、図示しないが、本レーダ装置は、車両のフロントバンパ部やフロントグリル部など、対象物に送信波を照射して反射波を受信することができる限度において、車室外の任意の車両部位に取り付けることも可能である。

図１に説明を戻す。同図に示すように、本レーダ装置は、送信部１００と、受信部２００と、判定部３００と、調整部４００と、制御部６とを備える。このうち、送信部１００は、制御部６の制御の下、所定の三角波信号により周波数変調された送信波を送信するものである。また、受信部２００は、制御部６の制御の下、上記送信波が対象物により反射されて到来する反射波を受信して受信信号を生成し、この受信信号に信号処理を施して上記対象物を検知するものである。

判定部３００は、本レーダ装置が車室内にあるか否かを判定するものである。本実施形態では、判定部３００は、周波数分解処理部２２において得られるＦＭＣＷ変調波またはＣＷ変調波の検知レベルをもとに、本レーダ装置が車室内にあるか、または車室外にあるかを判定する。本実施形態では、判定部３００により本レーダ装置が車室内にあるか車室外にあるかを判定するための判定条件として次のような条件を用いる。

（１）本レーダ装置がエイミング状態にある場合の判定条件
・第１条件：検知レベルが、エイミングに用いられる基準ターゲット（リフレクタ）に送信波を照射したときに得られる基準検知レベルの上限以上であること。
・第２条件：検知レベルが、上記の基準検知レベルの下限未満であること。

判定部３００は、上述の第１条件が満足された場合、本レーダ装置が車室外にあると判定し、第２条件が満足された場合、本レーダ装置が車室内にあると判定する。換言すれば、判定部３００は、上述の第１条件が満足された場合、本レーダ装置が車室内にないと判定し、また、第２条件が満足された場合、本レーダ装置が車室外にないと判定する。

（２）本レーダ装置がエイミング状態になく、本レーダ装置が取り付けられた車両が走行状態にある場合の判定条件
本レーダ装置が取り付けられた車両が走行中である場合、判定部３００は、周波数分解処理部２２において得られるＦＭＣＷ変調波またはＣＷ変調波の検知レベルをもとに、本レーダ装置が車室内にあるかどうかを判定する。ここで、判定部３００は、走行中、一定時間または一定距離の走行区間で、周囲の反射波と至近距離の検知レベルを監視して、至近距離の検知レベルが規定値より低く、周囲の反射レベルが低い場合、フロントガラスによる電波の減衰があると判断し、このような電波の減衰から、本レーダ装置が車室内にあると判定することができる。

この場合、車両の走行中に本レーダ装置が車室内にあると判断するための条件は次のように表される。
・最大の検知レベルが規定値以上となる頻度が少ないこと。
・検知範囲内で、検知レベルのピーク数は多いが、最大レベルとなるピークと至近距離平均フロアレベルの差が小さいこと。ここで、至近距離平均フロアレベルとは、周波数分解処理部２２から判定部３００に入力された情報の中で、至近距離での予め設定値した値（規定値）を下回る情報（ピークではない部分の情報）の総和を算出して平均したもの、即ち、ピークを除いた部分の平均値を意味する。
・至近距離スペクトルの検知レベルの平均値が規定値よりも低いこと。
・検知範囲で、スペクトルの平均レベル（ピークを含むスペクトルの平均）が小さいこと。

これらの条件は、本レーダ装置が車室外にあると判断するための条件として、次の第３条件から第５条件のように書き替えることができる。
・第３条件：検知レベルのピークの検出数が規定値以上であること。
・第４条件：検知レベルの最大レベルが規定値以上であること。
・第５条件：検知レベルの最大レベルと至近距離平均フロアレベルの差が規定値以上であること。

本実施形態では、判定部３００は、上述の第３条件から第５条件の全てが満足された場合に本レーダ装置が車室外にあると判定し、第３条件から第５条件の何れか１つでも満足されない場合には本レーダ装置が車室内にあると判定する。ただし、この例に限定されず、例えば、第３条件から第５条件のうちの何れか１つ、または所定の組合せが満足された場合に本レーダ装置が車室外にあると判定し、その他の場合に本レーダ装置が車室内にあると判定してもよい。

なお、本実施形態では、車両が走行中にある場合の判定条件として、本レーダ装置が車室外にあるかどうかを判定する条件（第３条件から第５条件）を用いるものとするが、この判定条件は、前述の本レーダ装置が車室内にあるかどうかを判定する条件に形式的に書き替えることができる。

説明を図１に戻す。調整部４００は、上記判定部３００により本レーダ装置が車室内にあると判定された場合、上記送信波または上記反射波の伝搬経路での減衰量を補うように、送信部１００の送信特性を調整するものである。本実施形態では、調整部４００は、送信部１００の送信特性として送信出力を調整する。ただし、調整部４００が受信部２００の受信特性を調整するものとしてもよい。この受信特性を調整する場合については、本発明による第２実施形態および第３実施形態として後述する。

送信部１００は、三角波生成部７と、アンプ（増幅器）４３と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）８と、分配器９と、アンプ４４と、送信アンテナ１０とを備える。受信部２００は、ｎ（ｎは複数）個の受信アンテナ１−１〜１−ｎと、ｎ個のアンプ４１−１〜４１−ｎと、ｎ個のミキサ２−１〜２−ｎと、ｎ個のフィルタ３−１〜３―ｎと、スイッチ（ＳＷ）４と、アンプ４２と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）５と、ｎ個のアンプ４５−１〜４５−ｎと、信号処理部２１０とを備える。信号処理部２１０は、メモリ２１と、周波数分離処理部２２と、ピーク検知部２３と、ピーク組合せ部２４と、距離検出部２５と、速度検出部２６と、ペア確定部２７と、方位検出部２８とを備える。

本実施形態では、本レーダ装置は、受信アレーアンテナを構成するｎ個のチャンネル（Ｃｈ）の受信系を有している。即ち、本レーダ装置は、各チャンネルごとに、受信アンテナ１−１〜１−ｎと、アンプ４１−１〜４１−ｎと、ミキサ２−１〜２−ｎと、フィルタ３−１〜３―ｎと、アンプ４５−１〜４５−ｎとを有する。

次に、本実施形態によるレーダ装置の基本動作の例として、対象物を検知するための動作を説明する。この基本動作は、従来装置の動作と同様に説明される。
送信部１００は、所定の三角波信号により周波数変調された送信波を送信する。即ち、三角波生成部７は、制御部６により制御されて、三角波信号を生成してアンプ４３に出力する。アンプ４３は、三角波生成部７から入力された三角波信号を増幅してＶＣＯ８に出力する。ＶＣＯ８は、アンプ４３から入力された三角波信号に基づいて、当該三角波信号について周波数変調を行った信号を送信信号として分配器９に出力する。

分配器９は、ＶＣＯ８から入力された送信信号を２つに分配して、一方の分配信号をアンプ４４に出力し、他方の分配信号を各アンプ４５−１〜４５−ｎに出力する。アンプ４４は、分配器９から入力された信号を増幅して送信アンテナ１０に出力する。送信アンテナ１０は、アンプ４４から入力された信号を送信波として無線により送信する。この送信波は、対象物によって反射される。

一方、受信部２００は、送信部１００が送信した送信波が対象物により反射されて到来する反射波を受信して受信信号を生成し、この受信信号に信号処理を施して対象物を検知する。本実施形態では、受信部２００は、本レーダ装置から対象物までの距離と、本レーダ装置に対する対象物の相対速度と、反射波が到来する方位（対象物が位置する方位）とを検知する。

受信部２００の検知動作を更に説明すると、受信部２００に備えられた各受信アンテナ１−１〜１−ｎは、送信アンテナ１０から送信された送信波が対象物によって反射して到来する反射波（すなわち、受信波）を受信し、受信した受信波を各アンプ４１−１〜４１−ｎに出力する。各アンプ４１−１〜４１−ｎは、各受信アンテナ１−１〜１−ｎから入力された受信波を増幅して各ミキサ２−１〜２−ｎに出力する。

各アンプ４５−１〜４５−ｎは、分配器９から入力された信号（送信信号が分配されたもの）を増幅して各ミキサ２−１〜２−ｎに出力する。各ミキサ２−１〜２−ｎは、各アンプ４１−１〜４１−ｎから入力される受信波の信号と、各アンプ４５−１〜４５−ｎから入力される信号（送信アンテナ１０から送信される送信波の信号）とを混合（ミキシング）して、それぞれの周波数差に対応したビート信号を生成し、生成したビート信号を各フィルタ３−１〜３−ｎに出力する。

各フィルタ３−１〜３−ｎは、各ミキサ２−１〜２−ｎから入力されたビート信号（各受信アンテナ１−１〜１−ｎに対応したチャンネル１〜ｎのビート信号）に対して帯域制限を行い、帯域制限したビート信号をスイッチ４に出力する。スイッチ４は、制御部６から入力されるサンプリング信号に対応して、各フィルタ３−１〜３−ｎから入力されたビート信号を順次切り替えてアンプ４２に出力する。アンプ４２は、スイッチ４から入力されたビート信号を増幅してＡ／Ｄ変換器５に出力する。

Ａ／Ｄ変換器５は、制御部６から入力されるサンプリング信号に対応して、スイッチ４からサンプリング信号に同期して入力されるビート信号（各受信アンテナ１−１〜１−ｎに対応した各チャンネル１〜ｎのビート信号）を、サンプリング信号に同期してＡ／Ｄ変換することで、アナログ信号からデジタル信号へ変換し、これにより得られたデジタル信号を信号処理部２１０に備えられたメモリ２１の波形記憶領域に順次記憶させる。

メモリ２１は、その波形記憶領域に、Ａ／Ｄ変換器５により得られたデジタル信号（ビート信号）を、アンテナ１−１〜１−ｎごとに対応させて記憶している。このデジタル信号は、上昇部分および下降部分の時系列データとなる。例えば、受信アンテナ１−１〜１−ｎごとに三角波の上昇部分と下降部分のそれぞれにおいて２５６個の値をサンプリングした場合には、２×２５６個×アンテナ数のデータが、周波数分解処理部２２に備えられたメモリ２１の波形記憶領域に記憶される。

周波数分解処理部２２は、メモリ２１に蓄積されたビート信号のサンプリングデータを、三角波信号の上昇部分と下降部分のそれぞれについて、周波数分解（例えば、フーリエ変換など）により離散時間に周波数変換する。すなわち、周波数分解処理部２２は、ビート信号をあらかじめ設定された周波数帯域幅を有するビート周波数に周波数分解して、ビート周波数ごとに分解されたビート信号に基づいた複素数データを算出する。この結果、三角波の上昇部分と下降部分において、それぞれ、周波数分解されたビート周波数ごとの信号レベルが得られる。この結果がピーク検出部２３と方位検出部２８に出力される。

ここで、上述の複素数データには、受信アンテナ１−１〜１−ｎに対する反射波の入射角に相当する角度θに依存した位相差があり、それぞれの複素数データの複素平面上における絶対値（例えば、受信強度あるいは振幅など）は等価である。この位相差を利用して、後述する方位検出部２８において、ＤＢＦや高分解能アルゴリズムなどの信号処理を用いて対象物の方位（角度θ）を検出することができる。

ピーク検知部２３は、周波数分解処理部２２から入力された情報に基づいて、三角波の上昇部分および下降部分のそれぞれにおいて、あらかじめ設定された数値を超える複素数データのピーク値（例えば、受信強度あるいは振幅などのピーク値）を有するビート周波数を検出することにより、ビート周波数ごとに対象物の存在を検出（検知）して、検出した対象物に対応したビート周波数をターゲット周波数として選択する。ピーク検知部２３は、ターゲット周波数の検出結果（ターゲット周波数のビート周波数とそのピーク値）をピーク組合せ部２４に出力する。

ピーク組合せ部２４は、ピーク検知部２３から入力された情報（ターゲット周波数のビート周波数とそのピーク値）について、上昇部分および下降部分のそれぞれにおけるビート周波数とそのピーク値をマトリクス状に総当たりで組合わせ、これにより上昇部分および下降部分のそれぞれにおけるビート周波数を全て組合わせて、この組合わせの結果を、順次、距離検出部２５と速度検出部２６に出力する。

距離検出部２５は、ピーク組合せ部２４から順次入力される上昇部分と下降部分の組合わせにおけるビート周波数（ターゲット周波数）を加算した数値に基づいて、対象物との距離ｒを演算し、その結果（ピーク値を含む）をペア確定部２７に出力する。
速度検出部２６は、ピーク組合せ部２４から順次入力される上昇部分と下降部分の組合わせにおけるビート周波数（ターゲット周波数）の差分の数値に基づいて、対象物との相対速度ｖを演算し、その結果（この例では、ピーク値を含む）をペア確定部２７に出力する。

ペア確定部２７は、距離検出部２５から入力された情報および速度検出部２６から入力された情報に基づいて、対象物ごとに対応した上昇部分および下降部分のそれぞれのピークの適切な組合わせを判定して、上昇部分および下降部分のそれぞれのピークのペアを確定し、確定したペア（距離ｒ、相対速度ｖ、周波数ポイント）を示すターゲット群番号を周波数分離処理部２２に出力する。

方位検出部２８は、周波数分解処理部２２から入力された情報に基づいて、対象物の方位（方位角度）を検出して出力する。ここで、方位検出部２８により対象物の方位を検出するために使用する手法（例えば、アルゴリズム）としては、公知のものを含めて様々な手法が用いられてもよい。具体例として、方位検出部２８は、高分解能アルゴリズムであるＡＲスペクトル推定法、ＭＵＳＩＣ法、改良共分散法（ＭＣＯＶ法）、或いはＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）などを用いて、対象物の方位を検出することができる。

なお、対象物との距離、対象物に対する相対速度、対象物の方位を検出する原理として、例えば、特開２０１１−１６３８８３号公報などに開示される公知の技術を利用することも可能である。

制御部６は、図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などに格納された制御プログラムに基づいて、本レーダ装置における全体の制御を行う。例えば、制御部６は、上述の三角波生成部７により三角波信号を生成する処理を制御し、また、あらかじめ定められたサンプリング信号を生成して上述のスイッチ４とＡ／Ｄ変換器５に出力する。制御部６は、例えばマイクロコンピュータなどを用いて構成されている。

次に、図３に示すフローに沿って、本実施形態に係るレーダ装置に特徴的な動作として、本レーダ装置の取り付け場所による検知性能の低下を防止するための動作を説明する。
図３は、本レーダ装置における動作の一例であって、検知性能の低下を防止するための処理手順の一例を示すフローチャート図である。

概略的には、本レーダ装置によれば、判定部３００が、当該レーダ装置が車室内にあるか否か（または当該レーダ装置が車室外にあるか否か）を判定する。そして、この判定の結果が肯定的である場合（または当該レーダ装置が車室外にあるか否かを判定する場合には判定結果が否定的である場合）、調整部４００が、送信部１００が送信した送信波または受信部２００で受信される反射波の伝搬経路での減衰量を補うように、送信部１００の送信特性の一つである送信出力を調整する。本実施形態では、調整部４００は、送信部１００が送信した送信波または受信部２００で受信される反射波の伝搬経路での減衰量に応じて送信部１００の送信出力を増加させる。

なお、本実施形態では、送信部１００の送信出力の初期値は、本レーダ装置が車室外（例えばフロントグリル部）に取り付けられた状態を想定して設定されているものとする。ただし、この例に限定されず、本レーダ装置が車室内に取り付けられた状態を想定して送信部１００の送信出力の初期値が設定されてもよい。

以下、本レーダ装置の特徴的動作について、まず、本レーダ装置が取り付けられる車両の製造段階において、本レーダ装置がエイミング状態にある場合を説明する。
エイミングでは、規定のレーダ反射断面積（ＲＣＳ）を有する基準ターゲット（ＣＲ）が車両前方のエイミングエリア内の所定位置に配置され、この基準ターゲットに向けて送信波を照射したときの反射波の強度がピークを示すように、本レーダ装置の向きが設定される。

このエイミングの際に、判定部３００は、基準ターゲットからの反射波を受信したときに周波数分解処理部２２において得られるパワースペクトル情報やピーク検出情報を入力する（ステップＳ１）。本レーダ装置がエイミング状態にある場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、判定部３００は、周波数分解処理部２２において得られる情報から、エイミングエリアに存在する基準ターゲットの検知レベルを抽出する（ステップＳ３）。そして、判定部３００は、この検知レベルが基準ターゲットの検知レベルの上限値以上であるか否か、即ち前述の第１条件が満足されているかどうかを判定する（ステップＳ４）。ここで、検知レベルの上限値とは、フロントガラスがない状態（即ちレーダ装置が車室外にある状態）での基準ターゲットからの反射波の検知レベルに相当する規定値を意味する。検知レベルが基準ターゲットの検知レベルの上限値以上である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、本レーダ装置が車室外にあると判定し（ステップＳ５）、処理を終了する。この場合、調整部４００による送信部１００の送信出力の調整は行われず、送信部１００の送信出力として、その初期値（レーダ装置が車室外にある場合を想定して設定された送信出力）が維持される。

一方、検知レベルが基準ターゲットの検知レベルの上限値以上ではない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、判定部３００は、検知レベルが基準ターゲットの検知レベルの下限値未満であるかどうか、即ち前述の第２条件が満足されているかどうかを判定する（ステップＳ６）。ここで、検知レベルの下限値とは、フロントガラスがある状態（即ちレーダ装置が車室内にある状態）での基準ターゲットからの反射波の検知レベルに相当する規定値を意味する。検知レベルが基準ターゲットの検知レベルの下限値未満でない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、処理が終了される。この場合、例えば、第１条件および第２条件の何れも満足されない旨の報告がなされてもよい。

これに対し、検知レベルが基準ターゲットの検知レベルの下限値未満であれば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、判定部３００は、本レーダ装置が車室内にあると判定し、調整部４００が、送信部１００の送信出力を増加させる(ステップＳ７)。このように、検知レベルが基準ターゲットの検知レベルの下限値未満であれば、フロントガラスにより送信波または反射波の強度が減衰される環境下に本レーダ装置があると考えることができ、これより、本レーダ装置が車室内にあると判定することが可能になる。

本実施形態では、検知レベルが基準ターゲットの検知レベルの下限値未満であれば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、調整部４００は、車両のフロントガラスによる送信波または反射波の減衰量を補うように、送信部１００のアンプ４４の増幅度（利得）を増加させることにより、送信部１００の送信出力を増加させる(ステップＳ７)。このアンプ４４の増幅度の増加分は、あらかじめ実験等により取得しておき、例えば調整部４００の図示しない記憶部に記憶しておく。例えば、フロントガラスがない状態での基準ターゲットからの反射波の検知レベルと、フロントガラスが存在する状態での基準ターゲットからの反射波の検知レベルを測定し、これら反射波の検知レベルの差分を補償するように送信部１００のアンプ４４の増幅度の増分が設定される。即ち、アンプ４４の増幅度の増分は、フロントガラスによる送信波または反射波の減衰量に応じて設定され、調整部４００は、上述の反射波の検知レベルの差分に相当する量だけアンプ４４の増幅度を増加させる。

このように、本実施形態によれば、本レーダ装置がエイミング状態にある場合、基準ターゲットからの反射波を受信したときの検知レベルに基づいて本レーダ装置が車室内にあるか否かを判定し、車室内にある場合、送信部１００の送信出力が増加される。これにより、車両のフロントガラスによる送信波または反射波の減衰分が補われ、検知性能の低下が抑制される。従って、本実施形態によれば、本レーダ装置が車室内に取り付けられた場合であっても、車室外の例えばフロントバンパ部に取り付けられた場合と同様の検知性能を得ることができる。

次に、本レーダ装置がエイミング状態にない場合の動作を説明する。
本レーダ装置がエイミング状態にない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、判定部３００は、車両が走行中か否かを判定する（ステップＳ８）。例えば、判定部３００は、車速に関する情報を車両のエンジンコントローラから取得し、この情報に基づいて車両が走行中か否かを判定する。ここで、車両が走行中にはなく停止中であれば（ステップＳ８：ＮＯ）、処理が終了する。この場合、調整部４００による送信部１００の送信出力の調整は行われず、送信部１００の送信出力として、その初期値が維持される。

一方、車両が走行中であれば（ステップＳ８：ＹＥＳ）、判定部３００は、周波数分解処理部２２から入力された情報から、検知レベルの全ピークの中で最大レベルのピークと、ピークの検出数とを抽出すると共に、至近距離平均フロアレベルを算出する（ステップＳ９）。そして、判定部３００は、上記抽出したピークの検出数が規定値以上であるかどうか（即ち前述の第３条件が満足されているかどうか）、上記抽出した最大レベルが規定値以上であるかどうか（即ち前述の第４条件が満足されているかどうか）、上記抽出した最大レベルと上記算出した至近距離平均フロアレベルの差が規定値以上であるかどうか（即ち前述の第５条件が満足されているかどうか）を判定する（ステップＳ１０）。

ここで、第３条件から第５条件が満足されていれば（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、判定部３００は、本レーダ装置が車室外にあると判定し（ステップＳ１１）、処理を終了する。この場合、調整部４００による送信部１００の送信出力の調整は行われず、送信部１００の送信出力として、その初期値が維持される。

一方、第３条件から第５条件が満足されていなければ（ステップＳ１０：ＮＯ）、判定部３００は、本レーダ装置が車室内にあると判定し、前述のステップＳ７と同様に、調整部４００が、送信部１００のアンプ４４の増幅度（利得）を増加させ、送信部１００の送信出力を増加させる（ステップＳ１２）。
なお、前述したように、本レーダ装置が車室外にあるか否かを判定する第３条件から第５条件に代えて、ステップＳ１０において、本レーダ装置が車室内にあるか否かを判定する条件を用いてもよい。

このように、本レーダ装置がエイミング状態になく、車両が走行状態にある場合、判定部３００が、車両走行中に周囲の反射波の検知レベルを監視し、この反射波の検知レベルに基づき本レーダ装置が車室外にあるか否か（または車室内にあるか否か）を判定し、車室内にある場合、送信部１００の送信出力が増加される。これにより、エイミングの際に送信部１００の送信出力の調整が行われなかったとしても、車両の走行中に送信部１００の送信出力の調整が行われ、車両のフロントガラスによる送信波または反射波の減衰分が補われる。従って、本レーダ装置が車室内に取り付けられた場合であっても、本レーダ装置が車室外に取り付けられた場合と同様の検知性能を得ることが可能になる。
よって、本実施形態によれば、検知性能を維持しつつ、本レーダ装置を車室内に取り付けることが可能になる。

また、本実施形態によれば、車載用の小型アレーアンテナ素子を用いたミリ波帯を用いるため、車両のフロントガラスによる電波の屈折などの条件が各アレーアンテナ素子に対して同じになる。このため、方位検知や測距等の際に、アレーアンテナ素子間の相対位相差がフロントガラスの影響を受けにくくなる。従って、本レーダ装置が車室外に取り付けれた場合と同様に、車室内に取り付けられた場合であっても、相対位相差などから方位検知や測距等を正しく行うことができる。

また、一般に、レーダ装置を車室外のフロントグリル部やフロントバンパ部などに取り付けた場合、走行中の泥や雪などの付着によりレーダ装置が使用できなくなる場合がある。しかしながら、本実施形態によれば、レーダ装置を車室内に取り付けることができるので、泥などの付着物をフロントワイパーなどにより除去することが可能になる。従って、泥などの付着物の影響を受けることなくレーダ装置を機能させることができ、レーダ装置の実使用範囲を拡大することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態では、上述の第１実施形態において、調整部４００は、判定部３００による判定の結果、本レーダ装置が車室内にある場合、上記送信波または上記反射波の伝搬経路での減衰量を補うように、受信部２００の受信特性を調整する。本実施形態では、調整部４００は、受信部２００の受信特性として受信利得を調整する。具体的には、調整部４００は、受信部２００を構成するアンプ４１−１〜４１−ｎの増幅度を調整する。

即ち、本実施形態では、調整部４００は、車両のフロントガラスによる送信波または反射波の減衰量を補うように、受信部２００のアンプ４１−１〜４１−ｎの増幅度を増加させる。このアンプ４１−１〜４１−ｎの増幅度の増加分は、あらかじめ実験等により取得しておき、例えば調整部４００の図示しない記憶部に記憶しておく。例えば、フロントガラスがない状態での基準ターゲットからの反射波の検知レベルと、フロントガラスが存在する状態での基準ターゲットからの反射波の検知レベルを測定し、これら反射波の検知レベルの差分を補償するように受信部２００のアンプ４１−１〜４１−ｎの増幅度の増加分が設定される。即ち、アンプ４１−１〜４１−ｎの増幅度の増加分は、フロントガラスによる送信波または反射波の減衰量に応じた値に設定され、調整部４００は、上述の反射波の検知レベルの差分に相当する量だけアンプ４１−１〜４１−ｎの増幅度を増加させる。その他については、上述の第１実施形態と同様である。

本実施形態によれば、受信部２００の受信利得を調整するので、送信部１００の送信出力を増加させることなく、上記送信波または反射波の伝搬経路での減衰量を補うことができる。従って、上述の第１実施形態に比較して、送信部１００から放射される送信波が周囲の電子機器の通信に与える影響をいっそう抑制することが可能になる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
本実施形態では、上述の第１実施形態において、調整部４００は、判定部３００による判定の結果、本レーダ装置が車室内にある場合、送信波または反射波の伝搬経路での減衰量に応じた受信部２００の上述の受信利得の増加に相当する係数を、受信部２００の周波数分解処理部２２における信号処理で得られる信号成分に乗算することにより、受信部２００の受信特性を調整する。例えば、調整部４００は、周波数分解処理部２２において周波数分解（例えば、フーリエ変換など）により離散時間に周波数変換されたビート信号に上記係数を乗算する。

即ち、本実施形態では、調整部４００は、車両のフロントガラスによる送信波または反射波の減衰量を補うように、周波数分解処理部２２において周波数変換されたビート信号に上記係数を乗算する。この係数は、あらかじめ実験等により取得しておき、例えば調整部４００の図示しない記憶部に記憶しておく。例えば、フロントガラスがない状態での基準ターゲットからの反射波の検知レベルと、フロントガラスが存在する状態での基準ターゲットからの反射波の検知レベルを測定し、これら反射波の検知レベルの差分を補償するように上記係数を設定する。その他については、上述の第１実施形態と同様である。

本実施形態によれば、周波数分解処理部２２におけるソフトウエア上の処理により、上述の第２実施形態において受信利得を増加させた場合と同様の効果を得ることができる。従って、ハードウェア構成を変更することなく、上述の第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
本実施形態では、上述の第１実施形態から第３実施形態によるレーダ装置がカメラ装置と一体に構成される。即ち、本レーダ装置はカメラ装置と共に同一筐体に収容される。ここで、上記カメラ装置は、例えば、車両周辺の対象物を画像認識するために使用される画像を取得するためのものであり、その撮像方向を例えば車両の進行方向に向けて設置される。

本実施形態によれば、本レーダ装置と上記カメラ装置が１つの筐体に収容されるので、これらレーダ装置およびカメラ装置から構成される複数のセンサ間の通信を容易に行うことができる。従って、例えば、これら複数のセンサ間を接続するためのケーブルが不要になり、これにより装置構成を簡略化することができると共に装置コストを低減することが可能になる。

上述した第１実施形態から第４実施形態では、本発明をレーダ装置として表現したが、本発明は、対象物を検知するための検知方法として表現することもできる。この場合、本発明による検知方法は、送信波を送信する送信部と、前記送信波が対象物により反射された反射波を受信して受信信号を生成し、該受信信号に信号処理を施して前記対象物を検知する受信部とを備えた車載用のレーダ装置による検知方法であって、当該車載用のレーダ装置が車室内にあるか否かを判定するステップと、前記判定の結果が肯定的である場合、前記送信波または前記反射波の伝搬経路での減衰量を補うように、前記送信部の送信特性または前記受信部の受信特性を調整するステップとを含む方法として表現することができる。

また、本発明は、対象物を検知するための検知プログラムとして表現することもできる。この場合、本発明による検知プログラムは、コンピュータに、上述の検知方法に含まれる各ステップを実行させるための検知プログラムとして表現することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形が可能である。
例えば、上述の実施形態では、送信部１００の送信特性として送信出力を調整するものとしたが、この例に限定されず、送信波または反射波の減衰量を補うことができることを限度として、例えば送信部１００の送信周波数など、送信部１００の任意の送信特性を調整するものしてもよい。受信部２００の受信特性についても同様である。

また、上述の実施形態では、図３に示すステップＳ４で第１条件を判定し、ステップＳ６で第２条件を判定し、ステップＳ１０で第３条件から第５条件を判定するものとしたが、これに限定されることなく、これらの条件を並列的に判定し、例えば、満足された条件の組合せから本レーダ装置が車室内にあるか車室外にあるかを判定するものとしてもよい。例えば、第１条件から第５条件を順次的または並列的に判定し、このうち第１条件のみが満足された場合、本レーダ装置はエイミング状態で車室内にあるものと判定してもよい。また、例えば第３条件から第５条件が満足された場合には、他の条件を無視して、本レーダ装置が走行中の車両の車室外にあるものと判定してもよい。

１−１〜１−ｎ…受信アンテナ、２−１〜２−ｎ…ミキサ、３−１〜３−ｎ…フィルタ、４…スイッチ、５…Ａ／Ｄ変換器、６…制御部、７…三角波生成部、８…ＶＣＯ、９…分配器、１０…送信アンテナ、４１−１〜４１−ｎ，４２，４３，４４，４５−１〜４５−ｎ…アンプ（増幅器）、２１…メモリ、２２…周波数分解処理部、２３…ピーク検知部、２４…ピーク組合せ部、２５…距離検出部、２６…速度検出部、２７…ペア確定部、２８…方位検出部、１００…送信部、２００…受信部、２１０…信号処理部、３００…判定部、４００…調整部。

Claims (7)

1. 送信波を送信する送信部と、前記送信波が対象物により反射された反射波を受信して受信信号を生成し、該受信信号に信号処理を施して前記対象物を検知する受信部とを備えた車載用のレーダ装置であって、
   当該車載用のレーダ装置が車室内にあるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部による判定の結果が肯定的である場合、前記送信波または前記反射波の伝搬経路での減衰量を補うように、前記送信部の送信特性または前記受信部の受信特性を調整する調整部と
   を備えた車載用のレーダ装置。
2. 前記調整部は、
   前記減衰量に応じて前記送信部の送信出力を増加させることにより、前記送信特性を調整することを特徴とする請求項１に記載の車載用のレーダ装置。
3. 前記調整部は、
   前記減衰量に応じて前記受信部の受信利得を増加させることにより、前記受信特性を調整することを特徴とする請求項１に記載の車載用のレーダ装置。
4. 前記調整部は、
   前記減衰量に応じた前記受信部の受信利得の増加に相当する係数を、前記受信部が前記受信信号に前記信号処理を施す過程で得られる信号成分に乗算することにより、前記受信特性を調整することを特徴とする請求項１に記載の車載用のレーダ装置。
5. 当該レーダ装置は、カメラ装置と同一の筐体に収容されたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車載用のレーダ装置。
6. 送信波を送信する送信部と、前記送信波が対象物により反射された反射波を受信して受信信号を生成し、該受信信号に信号処理を施して前記対象物を検知する受信部とを備えた車載用のレーダ装置による検知方法であって、
   当該車載用のレーダ装置が車室内にあるか否かを判定するステップと、
   前記判定の結果が肯定的である場合、前記送信波または前記反射波の伝搬経路での減衰量を補うように、前記送信部の送信特性または前記受信部の受信特性を調整するステップと
   を含む、車載用のレーダ装置による検知方法。
7. コンピュータに、請求項６に記載の車載用のレーダ装置による検知方法に含まれる各ステップを実行させるための検知プログラム。

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