JP2019158828A - レーダ装置およびレーダ装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャープ波の干渉を高精度に検出することができるレーダ装置およびレーダ装置の制御方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係るレーダ装置は、送信部と、第１処理部と、判定部とを備える。送信部は、周波数が連続的に変化するチャープ信号によって複数のチャープ波が繰り返される送信波を出力する。第１処理部は、物標による送信波の反射波に応じた受信信号とチャープ信号とから生成されるチャープ波毎のビート信号に対して第１ＦＦＴ処理を行う。判定部は、第１ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルのピーク状態を複数のチャープ波間で比較することでチャープ波の干渉の有無を判定する。【選択図】図２

Description

本発明は、レーダ装置およびレーダ装置の制御方法に関する。

従来、物標を検出するレーダ装置として、周波数が連続的に変化するチャープ波を送信して物標との距離および相対速度を検出するＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式のレーダ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−３８７３号公報

ところで、近年、車両周辺を広範囲に監視するために、複数のレーダ装置が設けられる場合がある。しかしながら、複数のレーダ装置を設けた場合、他のレーダ装置のチャープ波を誤って受信することによって自装置のチャープ波が干渉を起こすおそれがあり、かかる干渉を高精度に検出する点で改善の余地があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、チャープ波の干渉を高精度に検出することができるレーダ装置およびレーダ装置の制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るレーダ装置は、送信部と、第１処理部と、判定部とを備える。前記送信部は、周波数が連続的に変化するチャープ信号によって複数のチャープ波が繰り返される送信波を出力する。前記第１処理部は、物標による前記送信波の反射波に応じた受信信号と前記チャープ信号とから生成される前記チャープ波毎のビート信号に対して第１ＦＦＴ処理を行う。前記判定部は、前記第１ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルのピーク状態を前記複数のチャープ波間で比較することで前記チャープ波の干渉の有無を判定する。

本発明によれば、チャープ波の干渉を高精度に検出することができる。

図１Ａは、車両に搭載されたレーダ装置と物標との位置関係の一例を示す図である。 図１Ｂは、実施形態に係るレーダ装置の制御方法の概要を示す図である。 図２は、レーダ装置のブロック図である。 図３は、送信周波数と、受信周波数と、ビート周波数との関係の一例を示す図である。 図４は、一つのビート信号に対して距離ＦＦＴ処理を行った結果を示す図である。 図５は、判定部の判定処理を示す図である。 図６は、第２処理部の処理内容を示す図である。 図７は、ピーク抽出部の処理内容を示す図である。 図８は、レーダ装置が実行する物標検出の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、レーダ装置が実行する干渉判定の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、変形例に係る送信波を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するレーダ装置およびレーダ装置の制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

まず、図１Ａおよび図１Ｂを用いて、実施形態に係るレーダ装置の制御方法の概要について説明する。図１Ａは、車両に搭載されたレーダ装置と物標との位置関係の一例を示す図である。図１Ｂは、実施形態に係るレーダ装置の制御方法の概要を示す図である。

図１Ａに示すように、実施形態に係るレーダシステムＳは、車両ＭＣの前端部に２つのレーダ装置１，１００を備え、前方の物標Ｐ（例えば、他車両、歩行者等の移動物や、ガードレールなどの静止物等）を検出する。なお、以下では、自装置であるレーダ装置１に対して、レーダ装置１００を他のレーダ装置１００と記載する場合がある。また、図１では、レーダ装置１，１００は、車両ＭＣの前端部に設けられる場合を示したが、車両ＭＣの側面や後端部に設けられてもよい。また、他のレーダ装置１００は、１つに限定されるものではなく、複数であってもよい。

図１Ａに示すレーダ装置１，１００は、例えば、ＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式のレーダ装置である。ＦＣＭ方式とは、周波数が連続的に変化する複数のチャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎ（図１Ｂ参照）が繰り返される送信波を出力して検出範囲内に存在する各物標Ｐとの距離および相対速度を検出する方式である。

具体的には、ＦＣＭ方式は、チャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎを生成するチャープ信号と物標Ｐによる送信波の反射波を受信して得られる受信信号とから生成されたチャープ波毎のビート信号に対して２次元高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform）処理（以下、２次元ＦＦＴ処理と記載する場合がある）を行って物標Ｐとの距離および相対速度を検出する。なお、２次元ＦＦＴ処理は、距離ＦＦＴ処理（第１ＦＦＴ処理の一例）および速度ＦＦＴ処理（第２ＦＦＴ処理の一例）の２回のＦＦＴ処理を行うことである。

ところで、近年、図１Ａに示すように、車両ＭＣの周辺を広範囲に監視するために、車両ＭＣに複数のレーダ装置１，１００が設けられる傾向にあり、設置する数も増加傾向にある。

しかしながら、従来は、複数のレーダ装置を設けた場合、他のレーダ装置のチャープ波を誤って受信することによって自装置のチャープ波が干渉を起こすおそれがあり、かかる干渉を高精度に検出する点で改善の余地があった。また、自車両に１つのレーダ装置を設けた場合であっても、他車両に設けられたレーダ装置と干渉するおそれもある。

そこで、実施形態に係るレーダ装置１の制御方法では、２次元ＦＦＴ処理における距離ＦＦＴ処理の結果に基づいてチャープ波の干渉を検出する。

図１Ｂに示す例では、ｎ個のチャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎ（以下、総称してチャープ波Ｃｈと記載する場合がある）を所定の間隔（数マイクロミリ秒）で繰り返される送信波ＳＷを出力したとする。実施形態に係るレーダ装置１は、まず、送信波ＳＷと、物標Ｐによる送信波ＳＷの反射波とに基づいてビート信号を生成する。具体的には、実施形態に係るレーダ装置１は、反射波に応じた受信信号とチャープ波Ｃｈを生成するチャープ信号とからチャープ波Ｃｈ毎のビート信号を生成する。

そして、実施形態に係るレーダ装置１は、チャープ波毎のビート信号それぞれに対して距離ＦＦＴ処理を行う。距離ＦＦＴ処理の結果は、ビート信号の周波数スペクトルであり、ビート信号の周波数毎（後述する距離ビン毎）のパワー値（レベル）である。

図１Ｂでは、チャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎ（に対応するビート信号）それぞれにおいて周波数ｆｒ１０（距離ビンｆｒ１０）にピークが出現しており、かかる距離ビンｆｒ１０に対応する距離に物標Ｐが存在することを示す。また、図１Ｂに示すように、送信波ＳＷのうち、チャープ波Ｃｈ４は、他のレーダ装置１００の干渉を受けて、距離ビンｆｒ１１，ｆｒ１２にピークが出現していることとする。換言すれば、干渉を受けたチャープ波Ｃｈ４は、ピークの数や、ピークの位置等のピーク状態が他のチャープ波Ｃｈのピーク状態と異なっている。

このため、実施形態に係るレーダ装置１では、かかるピーク状態の違いに着目して干渉を検出する。具体的には、実施形態に係るレーダ装置１は、距離ＦＦＴ処理の結果それぞれのピーク状態をチャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎ間で比較することでチャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎの干渉の有無を判定する。

具体的には、実施形態に係るレーダ装置１は、複数のチャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎのうち、他のチャープ波Ｃｈとはピークの数や、ピークの位置等のピーク状態が異なるチャープ波Ｃｈ４があった場合、かかるチャープ波Ｃｈ４が干渉を受けていると判定する。

このように、実施形態に係るレーダ装置１では、距離ＦＦＴ処理の結果のピーク状態を比較することで、チャープ波Ｃｈの干渉を高精度に検出することができる。また、実施形態に係るレーダ装置１の制御方法によれば、車両ＭＣに搭載されたレーダ装置１００以外にも、例えば、他車両に搭載されたレーダ装置との干渉も高精度に検出することができる。

さらに、実施形態に係るレーダ装置１の制御方法を適用することで、他のレーダ装置１がＦＣＭ方式に限らず、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式等の他のレーダ方式であっても干渉を高精度に検出することができる。

なお、実施形態に係るレーダ装置１では、チャープ波Ｃｈ４に干渉があった場合、かかるチャープ波Ｃｈ４に対応する距離ＦＦＴ処理の結果を所定値（例えば、ゼロ）に置き換えて速度ＦＦＴ処理を行うが、かかる点については後述する。

また、実施形態に係るレーダ装置１では、チャープ波Ｃｈ４に干渉があったことを示す情報を、他のレーダ装置１００に通知して、他のレーダ装置１００のチャープ波Ｃｈ４に対応するチャープ波の使用を禁止させるが、かかる点についても後述する。

次に、図２を用いて実施形態に係るレーダ装置１の構成について説明する。図２は、レーダ装置１のブロック図である。図２に示すように、レーダ装置１は、車両制御装置２と、他のレーダ装置１００に接続される。なお、図２では、レーダ装置１から他のレーダ装置１００に接続される場合を示したが、例えば、レーダ装置１および他のレーダ装置１００を統括的に制御する制御装置に接続されてもよい。

車両制御装置２は、レーダ装置１による物標の検出結果に基づいてＰＣＳ（Pre-crash Safety System）やＡＥＢ(Advanced Emergency Braking System)などの車両制御を行う。なお、レーダ装置１は、車載レーダ装置以外の各種用途（例えば、飛行機や船舶の監視等）に用いられてもよい。

レーダ装置１は、送信部１０と、受信部２０と、処理部３０とを備える。送信部１０は、信号生成部１１と、発振器１２と、送信アンテナ１３とを備える。信号生成部１１はノコギリ波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発振器１２へ供給する。発振器１２は、信号生成部１１で生成された変調信号に基づいてチャープ信号ＳＴを生成して、送信アンテナ１３へ出力する。

送信アンテナ１３は、発振器１２から入力されるチャープ信号ＳＴを送信波ＳＷへ変換し、かかる送信波ＳＷを車両ＭＣの外部へ出力する。送信アンテナ１３が出力する送信波ＳＷは、上記した複数のチャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎが繰り返される波形である。送信アンテナ１３から車両ＭＣの前方に送信された送信波ＳＷは、他車両などの物標Ｐで反射されて反射波となる。

受信部２０は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナ２１ａ〜２１ｄ、ミキサ２２ａ〜２２ｄおよびＡ／Ｄ変換器２３ａ〜２３ｄを備える。各受信アンテナ２１は物標Ｐからの反射波を受信波ＲＷとして受信し、かかる受信波ＲＷを受信信号ＳＲへ変換して受信アンテナ２１毎に設けられたミキサ２２へそれぞれ出力する。なお、図２に示す受信アンテナ２１の数は、４つであるが３つ以下または５つ以上であってもよい。

各受信アンテナ２１から出力された受信信号ＳＲは、不図示の増幅器（例えば、ローノイズアンプ）で増幅された後にミキサ２２へ入力される。ミキサ２２は、チャープ信号ＳＴと受信信号ＳＲとの一部をミキシングし不要な信号成分を除去してビート信号ＳＢを生成し、Ａ／Ｄ変換器２３へ出力する。

これにより、チャープ信号ＳＴの周波数ｆ_ＳＴ（以下、送信周波数ｆ_ＳＴと記載する）と受信信号ＳＲの周波数ｆ_ＳＲ（以下、受信周波数ｆ_ＳＲと記載する）との差となるビート周波数ｆ_ＳＢ（＝ｆ_ＳＴ−ｆ_ＳＲ）を有するビート信号ＳＢが生成される。ミキサ２２で生成されたビート信号ＳＢは、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタルの信号へ変換された後に処理部３０に出力される。

図３は、送信周波数ｆ_ＳＴと、受信周波数ｆ_ＳＲと、ビート周波数ｆ_ＳＢとの関係の一例を示す図である。図３に示すように、ビート信号ＳＢは、チャープ波Ｃｈ毎に生成される。なお、ここでは、１回目のチャープ波Ｃｈ１によって得られるビート信号ＳＢを「Ｂ１」とし、２回目のチャープ波Ｃｈ２によって得られるビート信号ＳＢを「Ｂ２」とし、ｎ回目のチャープ波Ｃｈｎによって得られるビート信号ＳＢを「Ｂｎ」としている。

また、図３に示す例では、送信周波数ｆ_ＳＴは、チャープ波Ｃｈ毎に、基準周波数ｆ０から時間に伴って傾きθ（＝（ｆ１−ｆ０）／Ｔｍ）で増加し、最大周波数ｆ１に達すると基準周波数ｆ０に短時間で戻るノコギリ波状である。なお、送信周波数ｆ_ＳＴは、チャープ波毎に基準周波数ｆ０から最大周波数ｆ１へ短時間で到達し、かかる最大周波数ｆ１から時間に伴って傾きθ（＝（ｆ０−ｆ１）／Ｔｍ）で減少するノコギリ波状であってもよい。

図２の説明に戻り、処理部３０について説明する。処理部３０は、送信制御部３１および信号処理部３２を備える。信号処理部３２は、第１処理部３３、判定部３４、第２処理部３５、ピーク抽出部３６、演算部３７および出力部３８を備える。

かかる処理部３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポート等を含むマイクロコンピュータであり、レーダ装置１全体を制御する。

かかるマイクロコンピュータのＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、送信制御部３１および信号処理部３２として機能する。なお、送信制御部３１および信号処理部３２のうち少なくとも一部または全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

送信制御部３１は、送信部１０の信号生成部１１を制御し、信号生成部１１からノコギリ状に電圧が変化する変調信号を発振器１２へ出力させる。これにより、時間の経過に従って周波数が変化するチャープ信号ＳＴが発振器１２から送信アンテナ１３へ出力される。

信号処理部３２は、各Ａ／Ｄ変換器２３から出力されるビート信号ＳＢに対してそれぞれ２次元ＦＦＴ処理（距離ＦＦＴ処理および速度ＦＦＴ処理）を行い、かかる２次元ＦＦＴ処理の結果に基づいて物標Ｐの距離、相対速度および方位を演算する。また、信号処理部３２は、距離ＦＦＴ処理の結果を用いてチャープ波Ｃｈの干渉の有無を判定する。以下、信号処理部３２の各部の処理について説明する。

信号処理部３２の第１処理部３３は、各Ａ／Ｄ変換器２３から出力されるビート信号ＳＢそれぞれに対して距離ＦＦＴ処理を行う。具体的には、第１処理部３３は、ビート信号ＳＢ毎に各距離ビンｆｒ（ｆｒ１〜ｆｒｍ）について距離ＦＦＴ処理を行う。ここで、図４を用いて、距離ＦＦＴ処理の結果について具体的に説明する。

図４は、一つのビート信号ＳＢに対して距離ＦＦＴ処理を行った結果を示す図である。図４では、横軸を周波数（すなわち、距離ビン）とし、縦軸をパワーの大きさ（ピークの大きさ）としている。図４に示す例では、距離ビンｆｒ１０のみにピークが出現していることとする。

ここで、ビート信号ＳＢの周波数は、物標Ｐとレーダ装置１との間の距離に比例して増減する。このため、第１処理部３３は、ビート信号ＳＢに対して距離ＦＦＴ処理を行うことで、物標Ｐとの距離に対応する距離ビンｆｒに出現するピーク（パワーが所定値以上）を距離ＦＦＴ処理の結果として取得する。

つまり、図４に示す例では、第１処理部３３は、一つのビート信号ＳＢにおいて、距離ビンｆｒ１０にピークが出現していることを示す情報を距離ＦＦＴ処理の結果として取得する。そして、第１処理部３３は、各ビート信号ＳＢの距離ＦＦＴ処理の結果を判定部３４へ出力する。

図２に戻って判定部３４について説明する。判定部３４は、距離ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルのピーク状態を複数のチャープ波Ｃｈ間で比較することでチャープ波Ｃｈの干渉の有無を判定する。ここで、図５を用いて、判定部３４の判定処理について具体的に説明する。

図５は、判定部３４の判定処理を示す図である。図５では、複数のビート信号ＳＢ１〜ＳＢｎの距離ＦＦＴ処理の結果を時系列で並べている。なお、図５では、ｎ個のチャープ波Ｃｈ１〜Ｃｈｎに対応するｎ個のビート信号Ｂ１〜Ｂｎから得られる周波数スペクトルを示している。なお、ｎ個のビート信号Ｂ１〜Ｂｎすべてにおいて、距離ビンｆｒ１０にピークが出現している。また、４回目のチャープ波Ｃｈ４に対応するビート信号Ｂ４では、距離ビンｆｒ１０に加えて距離ビンｆｒ１１および距離ビンｆｒ１２にもピークが出現していることとする。

判定部３４は、時系列に並んだ各ビート信号Ｂ１〜Ｂｎの周波数スペクトルそれぞれを比較してピーク状態が異なる周波数スペクトルがあった場合、干渉があると判定する。具体的には、判定部３４は、ピーク状態として、ピークの数、ピークの位置（距離ビン）、ピークの大きさ（パワー）の少なくとも１つを比較することで干渉の有無を判定する。

図５に示す例では、ビート信号Ｂ４以外のビート信号ＳＢの周波数スペクトルにおけるピークの数が１個であるのに対し、ビート信号Ｂ４の周波数スペクトルにおけるピークの数が３個と異なるため、判定部３４は、ビート信号Ｂ４に対応するチャープ波Ｃｈ４に干渉があると判定する。

また、例えば、すべてのビート信号Ｂ１〜Ｂｎの周波数スペクトルにおけるピークの数が同じであった場合に、判定部３４は、かかるピークの位置の違いに基づいて干渉の有無を判定する。つまり、判定部３４は、ピークの位置が異なる周波数スペクトルがあった場合、かかる周波数スペクトルに対応するチャープ波Ｃｈに干渉があると判定する。

また、例えば、すべてのビート信号Ｂ１〜Ｂｎの周波数スペクトルにおいて、ピークの数およびピークの位置が同じであった場合、判定部３４は、かかるピークのパワー（大きさ）の違いに基づいて干渉の有無を判定する。つまり、判定部３４は、ピークのパワーが異なる周波数スペクトルがあった場合、かかる周波数スペクトルに対応するチャープ波Ｃｈに干渉があると判定する。

そして、判定部３４は、すべてのビート信号Ｂ１〜Ｂｎの周波数スペクトルにおいて、ピークの数、ピークの位置およびピークの大きさが同じであった場合、チャープ波Ｃｈに干渉が無いと判定する。

このように、判定部３４は、ピークの数、ピークの位置およびピークの大きさを比較して干渉判定を行うことで、干渉の有無を高精度に検出することができる。

なお、判定部３４は、ピーク状態として、ピークの数、ピークの位置およびピークの大きさにより干渉判定したが、例えば、周波数スペクトル全体の波形形状を比較して干渉判定を行ってもよい。

図２に戻って第２処理部３５について説明する。第２処理部３５は、距離ＦＦＴ処理の結果に対して速度ＦＦＴ処理を行う。速度ＦＦＴ処理とは、距離ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルの距離ビンｆｒ毎に各速度ビンｆｖについてＦＦＴ処理を行うことである。速度ＦＦＴ処理の結果として、物標Ｐの相対速度に対応する速度ビンｆｖにピークが出現することとなる。

具体的には、第２処理部３５は、物標Ｐの相対速度がゼロでない場合に生じる受信信号ＳＲのドップラ成分を利用する。より具体的には、第２処理部３５は、各ビート信号ＳＢの周波数スペクトルにおけるピークの位相の変化を検出する。ここで、図６を用いて、第２処理部３５の処理内容について具体的に説明する。

図６は、第２処理部３５の処理内容を示す図である。図６では、時間的に連続するビート信号Ｂ１〜Ｂ８のＦＦＴ処理結果とビート信号Ｂ１〜Ｂ８間のピークの位相変化の一例を示す。図６に示す例では、各ビート信号Ｂ１〜Ｂ８の距離ビンｆｒ１０にピークがあり、かかるピークの位相が変化している。なお、図６に示すように、ビート信号Ｂ４は、距離ビンｆｒ１１および距離ビンｆｒ１２にピークがある、つまり、判定部３４によってビート信号Ｂ４に対応するチャープ波Ｃｈ４に干渉があると判定されたとする。

ここで、仮に、判定部３４によってチャープ波Ｃｈに干渉が無いと判定された場合について説明する。かかる場合には、物標Ｐとレーダ装置１との間の相対速度がゼロでない場合、ビート信号Ｂ１〜Ｂ８間において同一物標Ｐに相当する距離ビンｆｒ１０のピークにドップラ周波数に応じた位相の変化が現われる。

第２処理部３５は、距離ＦＦＴ処理して得られる周波数スペクトルを時系列に並べて速度ＦＦＴ処理を行うことで、ドップラ周波数に対する周波数ビンにピークが出現する周波数スペクトルを得る。

一方、第２処理部３５は、判定部３４によってチャープ波Ｃｈ４に干渉があると判定された場合、チャープ波Ｃｈ４に対応する距離ＦＦＴ処理の結果を所定値に置き換えて速度ＦＦＴ処理を行う。

例えば、図６に示す例では、第２処理部３５は、ビート信号Ｂ４の周波数スペクトルにおけるピークの位相をゼロに置き換えて速度ＦＦＴ処理を行う。なお、ピークの位相をゼロに置き換えて速度ＦＦＴ処理を行った場合、ドップラ周波数に相当するピークが出現した周波数スペクトルを得られるが、ピークの位相をゼロにした影響でフロアノイズが上昇することとなる。後述するピーク抽出部３６では、フロアノイズの上昇を加味して閾値を設定するが、かかる点については後述する。

つまり、第２処理部３５は、干渉があったチャープ波Ｃｈのみ距離ＦＦＴ処理の結果をゼロに置き換えることで、干渉による影響を最小限に抑えることができる。

なお、第２処理部３５は、距離ＦＦＴ処理の結果であるピークの位相をゼロに置き換えたが置き換える所定値はゼロに限定されるものではない。例えば、第２処理部３５は、前後のチャープ波Ｃｈ（チャープ波Ｃｈ３およびチャープ波Ｃｈ５）の位相を平均化した値を置き換える所定値としてもよい。あるいは、前回のチャープ波Ｃｈ（チャープ波Ｃｈ３）の位相を置き換える所定値としてもよい。

図２に戻ってピーク抽出部３６について説明する。ピーク抽出部３６は、第２処理部３５における速度ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルからパワーが閾値以上のピークを抽出する。かかる閾値は、判定部３４の干渉判定の結果に基づいて決定される。ここで、図７を用いて、ピーク抽出部３６における閾値の設定方法について説明する。

図７は、ピーク抽出部３６の処理内容を示す図である。図７では、速度ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルの一例を示す。図７では、横軸に速度ビンを示し、縦軸にピークのパワーを示す。また、図７には、チャープ波Ｃｈに干渉が無かった場合のフロアノイズＮ０と、チャープ波Ｃｈに干渉が有った場合のフロアノイズＮｘを示している。また、図７に示す閾値Ｔｈ１は、フロアノイズＮ０の場合の閾値を示す。

図７に示すように、速度ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルでは、チャープ波Ｃｈに干渉が有った場合のフロアノイズＮｘは、干渉が無かった場合のフロアノイズＮ０よりも上昇することとなる。具体的には、干渉が有ったチャープ波Ｃｈの数やかかるチャープ波Ｃｈを距離ＦＦＴ処理した結果のピークの位相（本来得られるはずの位相）に応じた分だけフロアノイズＮｘが上昇する。

そこで、ピーク抽出部３６は、判定部３４によってチャープ波Ｃｈに干渉があると判定された場合、閾値Ｔｈ１を補正する。具体的には、ピーク抽出部３６は、干渉が有ったチャープ波Ｃｈの数や、かかるチャープ波Ｃｈを距離ＦＦＴ処理した結果のピークの位相に基づいてフロアノイズＮｘを算出する。そして、ピーク抽出部３６は、干渉が有った場合のフロアノイズＮｘと、干渉が無かった場合のフロアノイズＮ０との差分を算出し、かかる差分の値を閾値Ｔｈ１に加算して新閾値Ｔｈ１＋（Ｎｘ−Ｎ０）とする。

これにより、フロアノイズＮｘによって上昇したノイズピークの誤抽出を防止できるため、ピーク抽出の精度を向上させることができる。

図２に戻って演算部３７について説明する。演算部３７は、ピーク抽出部３６によって抽出されたピークに基づいて物標Ｐとの距離、相対速度および角度（方位）を演算する。

具体的には、演算部３７は、ピーク抽出部３６によって抽出されたピークの距離ビンおよび速度ビンの組み合わせに基づいて物標Ｐとの距離および相対速度を導出する。

また、演算部３７は、所定の角度演算処理により物標Ｐの角度を推定する。具体的には、演算部３７は、４つの受信アンテナ２１ａ〜２１ｄの受信信号ＳＲに基づく４つのビート信号ＳＢの周波数スペクトルそれぞれの同一距離ビンのピークの位相の違いにより物標Ｐの角度を推定する。なお、同一距離ビンのピークの位相の違いにより、同一距離ビンに複数の物標Ｐが存在することが検出された場合、それら複数の物標Ｐそれぞれについて角度推定を行う。

なお、演算部３７における角度の推定は、例えば、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）、ＤＢＦ（Digital Beam Forming）、または、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）などの所定の推定方式を用いて行われる。

出力部３８は、車両制御装置２およびレーダ装置１００に対して各種情報を出力する。例えば、出力部３８は、検出した物標Ｐに関する情報（距離、相対速度および角度）を車両制御装置２へ出力する。

また、出力部３８は、判定部３４によってチャープ波Ｃｈに干渉があると判定された場合、かかるチャープ波Ｃｈに関する情報を含む干渉情報をレーダ装置１００へ出力する。かかる干渉情報には、例えば、ｋ回目のチャープ波Ｃｈに干渉が有ったことを示す情報が含まれる。

これにより、例えば、レーダ装置１００は、干渉情報に基づいて、干渉があったｋ回目チャープ波Ｃｈと同じタイミングでレーダ装置１００から出力されたチャープ波Ｃｈも干渉している可能性が高いとして、物標Ｐの検出処理に用いないようにすることができる。

なお、出力部３８は、複数のレーダ装置１，１００を統括的に制御している制御装置が別途設けられている場合、かかる制御装置へ干渉情報を出力することとしてもよい。

次に、図８および図９を用いて実施形態に係るレーダ装置１が実行する処理手順について説明する。図８は、レーダ装置１が実行する物標検出の処理手順を示すフローチャートである。図９は、レーダ装置１が実行する干渉判定の処理手順を示すフローチャートである。なお、図８および図９に示す処理手順は、処理部３０によって繰り返し実行される。

まず、図８を用いて、レーダ装置１が実行する物標検出の処理手順について説明する。図８に示すように、送信部１０は、ｎ個のチャープ波Ｃｈを含む送信波ＳＷを出力する（ステップＳ１０１）。

つづいて、受信部２０は、物標Ｐによる送信波ＳＷの反射波に応じた受信信号ＳＲとチャープ信号ＳＴとからチャープ波Ｃｈ毎のｎ個のビート信号ＳＢを生成する（ステップＳ１０２）。

つづいて、第１処理部３３は、ｎ個の各ビート信号ＳＢに対して距離ＦＦＴ処理を行う（ステップＳ１０３）。つづいて、判定部３４は、距離ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルのピーク状態を複数のチャープ波Ｃｈ間で比較することでチャープ波Ｃｈの干渉の有無を判定する判定処理を行う（ステップＳ１０４）。なお、判定部３４による判定処理の処理手順については、図９で詳細に説明する。

つづいて、第２処理部３５は、判定部３４によってチャープ波Ｃｈに干渉が有ったか否かを判定する（ステップＳ１０５）。第２処理部３５は、干渉が無かった場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、距離ＦＦＴ処理の結果に対して速度ＦＦＴ処理を行う（ステップＳ１０６）。

一方、第２処理部３５は、チャープ波Ｃｈに干渉が有った場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、干渉が有ったチャープ波Ｃｈに対応する距離ＦＦＴ処理の結果を所定値（例えば、ゼロ）に置き換えて（ステップＳ１０７）、処理をステップＳ１０６へ移行する。

つづいて、ピーク抽出部３６は、速度ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルからパワーが閾値以上のピークを抽出する（ステップＳ１０８）。かかる閾値は、干渉の有無に応じて補正された値が用いられる。

つづいて、演算部３７は、ピーク抽出部３６によって抽出されたピークに基づいて物標Ｐとの距離、相対速度およぶ角度を演算する（ステップＳ１０９）。つづいて、出力部３８は、演算部３７による演算結果である物標Ｐの情報や、干渉が有ったチャープ波Ｃｈに関する情報を含む干渉情報を出力し（ステップＳ１１０）、処理を終了する。

次に、図９を用いて、判定部３４による判定処理について説明する。図９に示すように、判定部３４は、まず、ｎ個の距離ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトラムのピーク状態をチャープ波Ｃｈ間で比較する（ステップＳ２０１）。

判定部３４は、比較結果に基づいてピーク状態が異なる距離ＦＦＴ処理の結果が有るか否かを判定する（ステップＳ２０２）。判定部３４は、ピーク状態が異なる距離ＦＦＴ処理の結果が有った場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、かかる結果に対応するチャープ波Ｃｈに干渉があると判定し（ステップＳ２０３）、処理を終了する。

一方、判定部３４は、ピーク状態が異なる距離ＦＦＴ処理の結果が無かった場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、干渉無しと判定し（ステップＳ２０４）、処理を終了する。

上述してきたように、実施形態に係るレーダ装置１は、送信部１０と、第１処理部３３と、判定部３４とを備える。送信部１０は、周波数が連続的に変化するチャープ信号によって複数のチャープ波Ｃｈが繰り返される送信波ＳＷを出力する。第１処理部３３は、物標Ｐによる送信波ＳＷの反射波に応じた受信信号ＳＲとチャープ信号ＳＴとから生成されるチャープ波Ｃｈ毎のビート信号ＳＢに対して第１ＦＦＴ処理を行う。判定部３４は、第１ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルのピーク状態を複数のチャープ波Ｃｈ間で比較することでチャープ波Ｃｈの干渉の有無を判定する。これにより、チャープ波Ｃｈの干渉を高精度に検出することができる。

なお、上述した実施形態では、送信波ＳＷの複数のチャープ波Ｃｈすべては、周波数が連続的に増加する（すなわち、アップチャープ）場合を示したが、例えば、周波数が連続的に減少する（すなわち、ダウンチャープ）チャープ波Ｃｈであってもよい。また、送信波ＳＷの複数のチャープ波Ｃｈは、アップチャープとダウンチャープとが混在してもよい。かかる点について、図１０を用いて説明する。

図１０は、変形例に係る送信波ＳＷを示す図である。図１０に示すように、送信波ＳＷは、アップチャープＵＰおよびダウンチャープＤＮのチャープ波Ｃｈがランダム繰り返されてもよい。

つまり、送信波ＳＷをアップチャープＵＰおよびダウンチャープＤＮの任意の組み合わせにより構成する。これにより、例えば、他のレーダ装置１００の送信波ＳＷのチャープ波Ｃｈと周波数が重なりにくくなり、結果、干渉の発生を抑えることができる。

なお、アップチャープＵＰおよびダウンチャープＤＮが任意に組み合わされた場合、第１処理部３３、判定部３４、第２処理部３５、ピーク抽出部３６および演算部３７は、アップチャープＵＰおよびダウンチャープＤＮそれぞれを別々に処理する。そして、演算部３７は、アップチャープＵＰおよびダウンチャープＤＮそれぞれで算出された距離、相対速度および角度を平均化して、最終的な距離、相対速度および角度を算出する。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ レーダ装置
２ 車両制御装置
１０ 送信部
１１ 信号生成部
１２ 発振器
１３ 送信アンテナ
２０ 受信部
２１，２１ａ〜２１ｄ 受信アンテナ
２２，２２ａ〜２２ｄ ミキサ
２３，２３ａ〜２３ｄ Ａ／Ｄ変換器
３０ 処理部
３１ 送信制御部
３２ 信号処理部
３３ 第１処理部
３４ 判定部
３５ 第２処理部
３６ ピーク抽出部
３７ 演算部
３８ 出力部
１００ レーダ装置
ＭＣ 車両
Ｐ 物標
Ｓ レーダシステム

Claims (6)

1. 周波数が連続的に変化するチャープ信号によって複数のチャープ波が繰り返される送信波を出力する送信部と、
   物標による前記送信波の反射波に応じた受信信号と前記チャープ信号とから生成される前記チャープ波毎のビート信号に対して第１ＦＦＴ処理を行う第１処理部と、
   前記第１ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルのピーク状態を前記複数のチャープ波間で比較することで前記チャープ波の干渉の有無を判定する判定部と
   を備えることを特徴とするレーダ装置。
2. 前記判定部は、
   前記ピーク状態として、ピークの数、ピークの位置およびピークの大きさの少なくとも１つを比較することで前記干渉の有無を判定すること
   を特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記第１ＦＦＴ処理の結果に対して第２ＦＦＴ処理を行う第２処理部をさらに備え、
   前記第２処理部は、
   前記判定部によって前記チャープ波に前記干渉があると判定された場合、当該チャープ波に対応する前記第１ＦＦＴ処理の結果を所定値に置き換えて前記第２ＦＦＴ処理を行うこと
   を特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
4. 前記第２ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルからピークの大きさが所定の閾値以上の前記ピークを抽出するピーク抽出部をさらに備え、
   前記ピーク抽出部は、
   前記判定部によって前記干渉があると判定された場合、補正した前記閾値に基づいて抽出処理を行うこと
   を特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
5. 前記判定部によって前記チャープ波に前記干渉があると判定された場合、当該チャープ波に関する情報を含む干渉情報を他の装置へ出力する出力部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーダ装置。
6. 周波数が連続的に変化するチャープ信号によって複数のチャープ波が繰り返される送信波を出力する送信工程と、
   物標による前記送信波の反射波に応じた受信信号と前記チャープ信号とから生成される前記チャープ波毎のビート信号に対して第１ＦＦＴ処理を行う第１処理工程と、
   前記第１ＦＦＴ処理の結果である周波数スペクトルのピーク状態を前記複数のチャープ波間で比較することで前記チャープ波の干渉の有無を判定する判定工程と
   を含むことを特徴とするレーダ装置の制御方法。

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