JP2023016509A - 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】物体を検出する精度の向上に資する電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】電子機器は、送信波を送信する送信アンテナと、送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、送信波として送信される送信信号及び反射波として受信される受信信号に基づいて、送信波を反射する物体と自機器との距離を算出する信号処理部と、受信信号の品質を判定する品質判定部と、品質判定部によって判定された前記受信信号の品質に基づいて、物体と自機器との距離に対応した動作モードによって送信波を送信するように制御する制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムに関する。

例えば自動車に関連する産業などの分野において、自車両と所定の物体との間の距離などを測定する技術が重要視されている。特に、近年、ミリ波のような電波を送信し、障害物などの物体に反射した反射波を受信することで、物体との間の距離などを測定するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））の技術が、種々研究されている。このような距離などを測定する技術の重要性は、運転者の運転をアシストする技術、及び、運転の一部又は全部を自動化する自動運転に関連する技術の発展に伴い、今後ますます高まると予想される。

また、送信された電波が所定の物体に反射した反射波を受信することで、当該物体の存在を検出する精度を向上し得る技術について、いくつかの提案がされている。例えば、特許文献１は、物体を検出する信号の強度に応じて、検出の判定を行う閾値を制御することを提案している。

特開２００３－１８５７４１号公報

送信波が所定の物体に反射した反射波を受信することにより、当該物体を検出する技術において、検出の精度を向上させることが望ましい。

本開示の目的は、物体を検出する精度の向上に資する電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することにある。

一実施形態に係る電子機器は、
送信波を送信する送信アンテナと、
前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体と自機器との距離を算出する信号処理部と、
前記受信信号の品質を判定する品質判定部と、
前記品質判定部によって判定された前記受信信号の品質に基づいて、前記物体と自機器との距離に対応した動作モードによって前記送信波を送信するように制御する制御部と、
を備える。

一実施形態に係る電子機器の制御方法は、
送信波を送信するステップと、
前記送信波が反射された反射波を受信するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体と自機器との距離を算出するステップと、
前記受信信号の品質を判定するステップと、
前記受信信号の品質に基づいて、前記物体と自機器との距離に対応した動作モードによって前記送信波を送信するように制御するステップと、
を含む。

一実施形態に係るプログラムは、
電子機器に、
送信波を送信するステップと、
前記送信波が反射された反射波を受信するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体と自機器との距離を算出するステップと、
前記受信信号の品質を判定するステップと、
前記受信信号の品質に基づいて、前記物体と自機器との距離に対応した動作モードによって前記送信波を送信するように制御するステップと、
を実行させる。

一実施形態によれば、物体を検出する精度の向上に資する電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することができる。

一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 一実施形態に係る電子機器の制御部の機能を概略的に示すブロック図である。 一実施形態に係る電子機器の信号処理部の機能を概略的に示すブロック図である。 一実施形態に係る送信信号の構成を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器による動作を説明するフローチャートである。 一実施形態に係る電子機器による動作を説明する概略図である。

以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本開示において、「電子機器」とは、例えば電力系統又はバッテリなどから給電される電力により駆動する機器としてよい。本開示において、「ユーザ」とは、一実施形態に係る電子機器を使用する者又は使用し得る者（典型的には人間）、及び、一実施形態に係る電子機器を含むシステムを使用する者又は使用し得る者としてよい。

一実施形態に係る電子機器は、例えば自動車などのような乗り物（移動体）に搭載されることで、当該移動体の周囲に存在する所定の物体をターゲットとして検出することができる。このために、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した送信アンテナから、移動体の周囲に送信波を送信することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した受信アンテナから、送信波が反射された反射波を受信することができる。送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は、例えば移動体に設置されたレーダセンサ等に備えられてもよい。

以下、典型的な例として、一実施形態に係る電子機器が、乗用車のような自動車に搭載される構成について説明する。しかしながら、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、自動車に限定されない。一実施形態に係る電子機器は、自動運転自動車、バス、トラック、タクシー、オートバイ、自転車、船舶、航空機、ヘリコプター、トラクターなどの農作業装置、除雪車、清掃車、パトカー、救急車、及びドローンなど、種々の移動体に搭載されてよい。また、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、必ずしも自らの動力で移動する移動体にも限定されない。例えば、一実施形態に係る電子機器が搭載される移動体は、トラクターにけん引されるトレーラー部分などとしてもよい。一実施形態に係る電子機器は、センサ及び所定の物体の少なくとも一方が移動し得るような状況において、センサと物体との間の距離などを測定することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、センサ及び物体の双方が静止していても、センサと物体との間の距離などを測定することができる。また、本開示に含まれる自動車は、全長、全幅、全高、排気量、定員、又は積載量などによって限定されるない。例えば、本開示の自働車には、排気量が６６０ｃｃより大きい自動車、及び排気量が６６０ｃｃ以下の自動車、いわゆる軽自動車なども含まれる。また、本開示に含まれる自動車は、エネルギーの一部若しくは全部に電気を利用し、モータを利用する自動車も含まれる。

まず、一実施形態に係る電子機器による物体の検出の例を説明する。

図１は、一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。図１は、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサを、移動体に設置した例を示している。

図１に示す移動体１００には、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ５が設置されている。また、図１に示す移動体１００は、一実施形態に係る電子機器１を搭載（例えば内蔵）しているものとする。電子機器１の具体的な構成については後述する。センサ５は、例えば送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方を備えるものとしてよい。また、センサ５は、電子機器１に含まれる制御部１０（図２参照）の少なくとも一部など、他の機能部の少なくともいずれかを、適宜含んでもよい。図１に示す移動体１００は、乗用車のような自動車の車両としてよいが、任意のタイプの移動体としてよい。図１において、移動体１００は、例えば図に示すＹ軸正方向（進行方向）に移動（走行又は徐行）していてもよいし、他の方向に移動していてもよいし、また移動せずに静止していてもよい。

図１に示すように、移動体１００には、送信アンテナを備えるセンサ５が設置されている。図１に示す例において、送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ５は、移動体１００の前方に１つだけ設置されている。ここで、センサ５が移動体１００に設置される位置は、図１に示す位置に限定されるものではなく、適宜、他の位置としてもよい。例えば、図１に示すようなセンサ５を、移動体１００の左側、右側、及び／又は、後方などに設置してもよい。また、このようなセンサ５の個数は、移動体１００における測定の範囲及び／又は精度など各種の条件（又は要求）に応じて、１つ以上の任意の数としてよい。センサ５は、移動体１００の内部に設置されているとしてもよい。移動体１００の内部とは、例えばバンパー内の空間、ボディ内の空間、ヘッドライト内の空間、又は運転スペースの空間などでよい。

センサ５は、送信アンテナから送信波として電磁波を送信する。例えば移動体１００の周囲に所定の物体（例えば図１に示す物体２００）が存在する場合、センサ５から送信された送信波の少なくとも一部は、当該物体によって反射されて反射波となる。そして、このような反射波を例えばセンサ５の受信アンテナによって受信することにより、移動体１００に搭載された電子機器１は、当該物体をターゲット（物標）として検出することができる。

送信アンテナを備えるセンサ５は、典型的には、電波を送受信するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））センサとしてよい。しかしながら、センサ５は、レーダセンサに限定されない。一実施形態に係るセンサ５は、例えば光波によるLIDAR（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）の技術に基づくセンサとしてもよい。これらのようなセンサは、例えばパッチアンテナなどを含んで構成することができる。RADAR及びLIDARのような技術は既に知られているため、詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略することがある。

図１に示す移動体１００に搭載された電子機器１は、センサ５の送信アンテナから送信された送信波の反射波を受信アンテナから受信する。このようにして、電子機器１は、移動体１００から所定の距離内に存在する所定の物体２００をターゲットとして検出することができる。例えば、図１に示すように、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の物体２００との間の距離Ａを測定（推定）することができる。また、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の物体２００との相対速度も測定（推定）することができる。さらに、電子機器１は、所定の物体２００からの反射波が、自車両である移動体１００に到来する方向（到来角θ）も測定（推定）することができる。

ここで、物体２００とは、例えば移動体１００に隣接する車線を走行する対向車、移動体１００に並走する自動車、及び移動体１００と同じ車線を走行する前後の自動車などの少なくともいずれかとしてよい。また、物体２００とは、オートバイ、自転車、ベビーカー、歩行者などの人間、動物、昆虫その他の生命体、ガードレール、中央分離帯、道路標識、歩道の段差、壁、マンホール、又は障害物など、移動体１００の周囲に存在する任意の物体としてよい。さらに、物体２００は、移動していてもよいし、停止していてもよい。例えば、物体２００は、移動体１００の周囲に駐車又は停車している自動車などとしてもよい。本開示において、センサ５が検出する物体は、無生物の他に、人又は動物などの生物も含む。本開示のセンサ５が検出する物体は、レーダ技術により検知される、人、物、及び動物などを含む物標を含む。

図１において、センサ５の大きさと、移動体１００の大きさとの比率は、必ずしも実際の比率を示すものではない。また、図１において、センサ５は、移動体１００の外部に設置した状態を示してある。しかしながら、一実施形態において、センサ５は、移動体１００の各種の位置に設置してよい。例えば、一実施形態において、センサ５は、移動体１００のバンパーの内部に設置して、移動体１００の外観に現れないようにしてもよい。

以下、典型的な例として、センサ５の送信アンテナは、ミリ波（３０ＧＨｚ以上）又は準ミリ波（例えば２０ＧＨｚ～３０ＧＨｚ付近）などのような周波数帯の電波を送信するものとして説明する。例えば、センサ５の送信アンテナは、７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を有する電波を送信してもよい。

図２は、一実施形態に係る電子機器１の構成例を概略的に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る電子機器１の構成の一例について説明する。

ミリ波方式のレーダによって距離などを測定する際、周波数変調連続波レーダ（以下、ＦＭＣＷレーダ（Frequency Modulated Continuous Wave radar）と記す）が用いられることが多い。ＦＭＣＷレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば７９ＧＨｚの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のＦＭＣＷレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を持つものとなる。７９ＧＨｚの周波数帯のレーダは、例えば２４ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、７６ＧＨｚの周波数帯などの他のミリ波／準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。以下、例として、このような実施形態について説明する。

図２に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、センサ５とＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０とから構成されてよい。ＥＣＵ５０は、移動体１００の様々な動作を制御する。ＥＣＵ５０は、少なくとも１以上のＥＣＵにより構成されるものとしてよい。一実施形態に係る電子機器１は、制御部１０を備えてよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、送信部２０、及び受信部３０Ａ～３０Ｄなどの少なくともいずれかのような、他の機能部を適宜含んでもよい。さらに、一実施形態に係る電子機器１は、信号処理部４０を備えてもよい。図２に示すように、電子機器１は、受信部３０Ａ～３０Ｄのように、複数の受信部を備えてよい。以下、受信部３０Ａと、受信部３０Ｂと、受信部３０Ｃと、受信部３０Ｄとを区別しない場合、単に「受信部３０」と記す。

図３は、図２に示した制御部１０の機能を概略的に示すブロック図である。図３に示すように、制御部１０は、モード選択部１１、及び、パラメータ設定部１２を含んでよい。制御部１０に含まれるこれらの機能部については、さらに後述する。

また、図４は、図２に示した信号処理部４０の機能を概略的に示すブロック図である。図４に示すように、信号処理部４０は、距離ＦＦＴ処理部４１、速度ＦＦＴ処理部４２、閾値判定部４３、到来角推定部４４、物体検出部４５、品質判定部４６、物体追跡部４７、記憶部４８を含んでよい。信号処理部４０に含まれるこれらの機能部については、さらに後述する。

図２に示すように、送信部２０は、信号生成部２１、シンセサイザ２２、位相制御部２３Ａ及び２３Ｂ、増幅器２４Ａ及び２４Ｂ、並びに、送信アンテナ２５Ａ及び２５Ｂを備えてよい。以下、位相制御部２３Ａと、位相制御部２３Ｂとを区別しない場合、単に「位相制御部２３」と記す。また、以下、増幅器２４Ａと、増幅器２４Ｂとを区別しない場合、単に「増幅器２４」と記す。また、以下、送信アンテナ２５Ａと、送信アンテナ２５Ｂとを区別しない場合、単に「送信アンテナ２５」と記す。

受信部３０は、図２に示すように、それぞれ対応する受信アンテナ３１Ａ～３１Ｄを備えてよい。以下、受信アンテナ３１Ａと、受信アンテナ３１Ｂと、受信アンテナ３１Ｃと、受信アンテナ３１Ｄとを区別しない場合、単に「受信アンテナ３１」と記す。また、複数の受信部３０は、それぞれ、図２に示すように、ＬＮＡ３２、ミキサ３３、ＩＦ部３４、及びＡＤ変換部３５を備えてよい。受信部３０Ａ～３０Ｄは、それぞれ同様の構成としてよい。図２においては、代表例として、受信部３０Ａのみの構成を概略的に示してある。

上述のセンサ５は、例えば送信アンテナ２５及び受信アンテナ３１を備えるものとしてよい。また、センサ５は、制御部１０及び信号処理部４０などの他の機能部の少なくともいずれかを適宜含んでもよい。

一実施形態に係る電子機器１が備える制御部１０は、電子機器１を構成する各機能部の制御をはじめとして、電子機器１全体の動作の制御を行うことができる。制御部１０は、種々の機能を実行するための制御及び／又は処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)又はＤＳＰ(Digital Signal Processor)のような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。制御部１０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、制御部１０は、例えばＣＰＵ（ハードウェア）及び当該ＣＰＵで実行されるプログラム（ソフトウェア）として構成してよい。制御部１０は、制御部１０の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。

一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、送信部２０及び受信部３０の少なくとも一方を制御してよい。この場合、制御部１０は、任意の記憶部（メモリ）に記憶された各種情報に基づいて、送信部２０及び受信部３０の少なくとも一方を制御してよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、信号生成部２１に信号の生成を指示したり、信号生成部２１が信号を生成するように制御したりしてもよい。

図３に示す制御部１０において、モード選択部１１は、電子機器１の動作モードを選択する。一実施形態において、モード選択部１１は、電子機器１の動作モードとしてレーダモードを選択してよい。モード選択部１１によって選択されるレーダモードについては、さらに後述する。モード選択部１１によって選択される電子機器１の動作モードは、パラメータ設定部１２及び信号処理部４０に伝達されてよい。

図３に示す制御部１０において、パラメータ設定部１２は、モード選択部１１によって選択された電子機器１の動作モードに対応する各種パラメータを設定する。一実施形態において、パラメータ設定部１２は、電子機器１の動作に対応するパラメータとして、レーダモードに対応する各種のレーダパラメータを設定してよい。パラメータ設定部１２によって設定されるパラメータは、予め任意の記憶部に記憶しておいてもよいし、例えば通信などにより取得してもよい。パラメータ設定部１２によって設定されるパラメータについては、さらに後述する。パラメータ設定部１２によって設定されるパラメータは、送信部２０に伝達されてよい。一実施形態において、パラメータ設定部１２によって設定されるパラメータは、送信部２０の信号生成部２１（図３参照）に伝達されてよい。送信部２０の信号生成部２１は、パラメータ設定部１２から伝達されるパラメータに基づいて、電子機器１から送信する送信信号（送信波）を生成する。レーダモードに対応する各種のレーダパラメータとして、例えば、送信開始周波数、電波強度、チャープスロープ（時間に対する周波数変化率）、電波送信周期、対象物の散乱断面積、電波送信タイミング、周波数帯域、及びアナログデジタル変換機のサンプリングレートなどのうち、少なくとも１つを含めてもよい。

信号生成部２１は、制御部１０の制御により、送信アンテナ２５から送信波Ｔとして送信される信号（送信信号）を生成する。前述のように、信号生成部２１は、パラメータ設定部１２から伝達される各種のパラメータに基づいて送信信号を生成してよい。具体的には、信号生成部２１は、送信信号を生成する際に、例えばパラメータ設定部１２によって設定されたパラメータに基づいて、送信信号の周波数を割り当ててよい。また、信号生成部２１は、例えばパラメータ設定部１２によって設定されたパラメータにしたがって、送信信号の周波数を割り当ててよい。例えば、信号生成部２１は、制御部１０又は任意の記憶部（メモリ）から周波数情報を受け取ることにより、例えば７７～８１ＧＨｚのような周波数帯域の所定の周波数の信号を生成する。信号生成部２１は、例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ）のような機能部を含んで構成してよい。

信号生成部２１は、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばＣＰＵのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。以下説明する各機能部も、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、可能な場合には、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばＣＰＵのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。

一実施形態に係る電子機器１において、信号生成部２１は、例えばチャープ信号のような送信信号（送信チャープ信号）を生成してよい。特に、信号生成部２１は、周波数が周期的に線形に変化する信号（線形チャープ信号）を生成してもよい。例えば、信号生成部２１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで周期的に線形に増大するチャープ信号としてもよい。また、例えば、信号生成部２１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで線形の増大（アップチャープ）及び減少（ダウンチャープ）を周期的に繰り返す信号を生成してもよい。信号生成部２１が生成する信号は、例えば制御部１０（パラメータ設定部１２）において予め設定されていてもよい。また、信号生成部２１が生成する信号は、例えば任意の記憶部（メモリ）などに予め記憶されていてもよい。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。信号生成部２１によって生成された信号は、シンセサイザ２２に供給される。

図５は、信号生成部２１が生成するチャープ信号の例を説明する図である。

図５において、横軸は経過する時間を表し、縦軸は周波数を表す。図５に示す例において、信号生成部２１は、周波数が周期的に線形に変化する線形チャープ信号を生成する。図５においては、各チャープ信号を、ｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように示してある。図５に示すように、それぞれのチャープ信号において、時間の経過に伴って周波数が線形に増大する。

図５に示す例において、ｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように８つのチャープ信号を含めて、１つのサブフレームとしている。すなわち、図５に示すサブフレーム１及びサブフレーム２などは、それぞれｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように８つのチャープ信号を含んで構成されている。また、図５に示す例において、サブフレーム１～サブフレーム１６のように１６のサブフレームを含めて、１つのフレームとしている。すなわち、図５に示すフレーム１及びフレーム２などは、それぞれ１６のサブフレームを含んで構成されている。また、図５に示すように、フレーム同士の間には、所定の長さのフレームインターバルを含めてもよい。図５に示す１つのフレームは、例えば３０ミリ秒から５０ミリ秒程度の長さとしてよい。

図５において、フレーム２以降も同様の構成としてよい。また、図５において、フレーム３以降も同様の構成としてよい。一実施形態に係る電子機器１において、信号生成部２１は、任意の数のフレームとして送信信号を生成してよい。また、図５においては、一部のチャープ信号は省略して示している。このように、信号生成部２１が生成する送信信号の時間と周波数との関係は、例えばパラメータ設定部１２によって設定されてもよいし、任意の記憶部（メモリ）などに記憶されていてもよい。

このように、一実施形態に係る電子機器１は、複数のチャープ信号を含むサブフレームから構成される送信信号を送信してよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、サブフレームを所定数含むフレームから構成される送信信号を送信してよい。

以下、電子機器１は、図５に示すようなフレーム構造の送信信号を送信するものとして説明する。しかしながら、図５に示すようなフレーム構造は一例であり、例えば１つのサブフレームに含まれるチャープ信号は８つに限定されない。一実施形態において、信号生成部２１は、任意の数（例えば任意の複数）のチャープ信号を含むサブフレームを生成してよい。また、図５に示すようなサブフレーム構造も一例であり、例えば１つのフレームに含まれるサブフレームは１６に限定されない。一実施形態において、信号生成部２１は、任意の数（例えば任意の複数）のサブフレームを含むフレームを生成してよい。信号生成部２１は、異なる周波数の信号を生成してよい。信号生成部２１は、周波数ｆがそれぞれ異なる帯域幅の複数の離散的な信号を生成してもよい。

図２に戻り、シンセサイザ２２は、信号生成部２１が生成した信号の周波数を、所定の周波数帯の周波数まで上昇させる。シンセサイザ２２は、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択された周波数まで、信号生成部２１が生成した信号の周波数を上昇させてよい。送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択される周波数は、例えば制御部１０（パラメータ設定部１２）によって設定されてもよい。また、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択される周波数は、例えば任意の記憶部（メモリ）に記憶されていてもよい。シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、位相制御部２３及びミキサ３３に供給される。位相制御部２３が複数の場合、シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、複数の位相制御部２３のそれぞれに供給されてよい。また、受信部３０が複数の場合、シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、複数の受信部３０におけるそれぞれのミキサ３３に供給されてよい。

位相制御部２３は、シンセサイザ２２から供給された送信信号の位相を制御する。具体的には、位相制御部２３は、例えば制御部１０による制御に基づいて、シンセサイザ２２から供給された信号の位相を適宜早めたり遅らせたりすることにより、送信信号の位相を調整してよい。この場合、位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波Ｔの経路差に基づいて、それぞれの送信信号の位相を調整してもよい。位相制御部２３がそれぞれの送信信号の位相を適宜調整することにより、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔは、所定の方向において強め合ってビームを形成する（ビームフォーミング）。この場合、ビームフォーミングの方向と、複数の送信アンテナ２５がそれぞれ送信する送信信号の制御すべき位相量との相関関係は、例えば任意の記憶部（メモリ）に記憶しておいてよい。位相制御部２３によって位相制御された送信信号は、増幅器２４に供給される。

増幅器２４は、位相制御部２３から供給された送信信号のパワー（電力）を、例えば制御部１０による制御に基づいて増幅させる。センサ５が複数の送信アンテナ２５を備える場合、複数の増幅器２４は、複数の位相制御部２３のうちそれぞれ対応するものから供給された送信信号のパワー（電力）を、例えば制御部１０による制御に基づいてそれぞれ増幅させてよい。送信信号のパワーを増幅させる技術自体は既に知られているため、より詳細な説明は省略する。増幅器２４は、送信アンテナ２５に接続される。

送信アンテナ２５は、増幅器２４によって増幅された送信信号を、送信波Ｔとして出力（送信）する。センサ５が複数の送信アンテナ２５を備える場合、複数の送信アンテナ２５は、複数の増幅器２４のうちそれぞれ対応するものによって増幅された送信信号を、それぞれ送信波Ｔとして出力（送信）してよい。送信アンテナ２５は、既知のレーダ技術に用いられる送信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。

このようにして、一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナ２５を備え、送信アンテナ２５から送信波Ｔとして送信信号（例えば送信チャープ信号）を送信することができる。ここで、電子機器１を構成する各機能部のうちの少なくとも１つは、１つの筐体に収められてもよい。また、この場合、当該１つの筐体は、容易に開けることができない構造としてもよい。例えば送信アンテナ２５、受信アンテナ３１、増幅器２４が１つの筐体に収められ、かつ、この筐体が容易に開けられない構造となっているとよい。さらに、ここで、センサ５が自動車のような移動体１００に設置される場合、送信アンテナ２５は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体１００の外部に送信波Ｔを送信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ５のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で送信アンテナ２５を覆うことにより、送信アンテナ２５が外部との接触により破損したり不具合が発生したりするリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。

図２に示す電子機器１は、送信アンテナ２５を２つ備える例を示している。しかしながら、一実施形態において、電子機器１は、任意の数の送信アンテナ２５を備えてもよい。一方、一実施形態において、電子機器１は、送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔが所定方向にビームを形成するようにする場合、複数の送信アンテナ２５を備えてよい。一実施形態において、電子機器１は、任意の複数の送信アンテナ２５を備えてもよい。この場合、電子機器１は、複数の送信アンテナ２５に対応させて、位相制御部２３及び増幅器２４もそれぞれ複数備えてよい。そして、複数の位相制御部２３は、シンセサイザ２２から供給されて複数の送信アンテナ２５から送信される複数の送信波の位相を、それぞれ制御してよい。また、複数の増幅器２４は、複数の送信アンテナ２５から送信される複数の送信信号のパワーを、それぞれ増幅してよい。また、この場合、センサ５は、複数の送信アンテナを含んで構成してよい。このように、図２に示す電子機器１は、複数の送信アンテナ２５を備える場合、当該複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信するのに必要な機能部も、それぞれ複数含んで構成してよい。

受信アンテナ３１は、反射波Ｒを受信する。反射波Ｒは、送信波Ｔが所定の物体２００に反射したものとしてよい。受信アンテナ３１は、例えば受信アンテナ３１Ａ～受信アンテナ３１Ｄのように、複数のアンテナを含んで構成してよい。受信アンテナ３１は、既知のレーダ技術に用いられる受信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。受信アンテナ３１は、ＬＮＡ３２に接続される。受信アンテナ３１によって受信された反射波Ｒに基づく受信信号は、ＬＮＡ３２に供給される。

一実施形態に係る電子機器１は、複数の受信アンテナ３１から、例えばチャープ信号のような送信信号（送信チャープ信号）として送信された送信波Ｔが所定の物体２００によって反射された反射波Ｒを受信することができる。このように、送信波Ｔとして送信チャープ信号を送信する場合、受信した反射波Ｒに基づく受信信号は、受信チャープ信号と記す。すなわち、電子機器１は、受信アンテナ３１から反射波Ｒとして受信信号（例えば受信チャープ信号）を受信する。ここで、センサ５が自動車のような移動体１００に設置される場合、受信アンテナ３１は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体１００の外部から反射波Ｒを受信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ５のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で受信アンテナ３１を覆うことにより、受信アンテナ３１が外部との接触により破損又は不具合が発生するリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。

また、例えばアンテナ３１が送信アンテナ２５の近くに設置される場合、これらをまとめて１つのセンサ５に含めて構成してもよい。すなわち、１つのセンサ５には、例えば少なくとも１つの送信アンテナ２５及び少なくとも１つの受信アンテナ３１を含めてもよい。例えば、１つのセンサ５は、複数の送信アンテナ２５及び複数の受信アンテナ３１を含んでもよい。このような場合、例えば１つのレーダカバーのようなカバー部材で、１つのレーダセンサを覆うようにしてもよい。

ＬＮＡ３２は、受信アンテナ３１によって受信された反射波Ｒに基づく受信信号を低ノイズで増幅する。ＬＮＡ３２は、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier）としてよく、受信アンテナ３１から供給された受信信号を低雑音で増幅する。ＬＮＡ３２によって増幅された受信信号は、ミキサ３３に供給される。

ミキサ３３は、ＬＮＡ３２から供給されるＲＦ周波数の受信信号を、シンセサイザ２２から供給される送信信号に混合する（掛け合わせる）ことにより、ビート信号を生成する。ミキサ３３によって混合されたビート信号は、ＩＦ部３４に供給される。

ＩＦ部３４は、ミキサ３３から供給されるビート信号に周波数変換を行うことにより、ビート信号の周波数を中間周波数（Intermediate Frequency：ＩＦ）まで低下させる。ＩＦ部３４によって周波数を低下させたビート信号は、ＡＤ変換部３５に供給される。

ＡＤ変換部３５は、ＩＦ部３４から供給されたアナログのビート信号をデジタル化する。ＡＤ変換部３５は、任意のアナログ－デジタル変換回路（Analog to Digital Converter（ＡＤＣ））で構成してよい。ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号は、信号処理部４０に供給されてよい。より詳細には、ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号は、信号処理部４０の距離ＦＦＴ処理部４１（図４参照）に供給されてよい。受信部３０が複数の場合、複数のＡＤ変換部３５によってデジタル化されたそれぞれのビート信号は、信号処理部４０の距離ＦＦＴ処理部４１に供給されてよい。

一実施形態に係る電子機器１が備える信号処理部４０は、受信部３０から出力される信号（受信信号）に種々の信号処理を行ってよい。信号処理部４０は、信号処理をはじめとする種々の機能を実行するための制御及び／又は処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ又はＤＳＰのような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。信号処理部４０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。一実施形態において、信号処理部４０は、例えばＣＰＵ（ハードウェア）及び当該ＣＰＵで実行されるプログラム（ソフトウェア）として構成してよい。信号処理部４０は、信号処理部４０の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。

図４に示す信号処理部４０において、距離ＦＦＴ処理部４１は、ＡＤ変換部３５から供給されたビート信号に基づいて、電子機器１を搭載した移動体１００と、物体２００との間の距離を推定する。距離ＦＦＴ処理部４１は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、距離ＦＦＴ処理部４１は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform（ＦＦＴ））処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。

距離ＦＦＴ処理部４１は、受信部３０のＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行う（以下、適宜「距離ＦＦＴ処理」と記す）。距離ＦＦＴ処理は、１Ｄ ＦＦＴ処理とも記す。例えば、距離ＦＦＴ処理部４１は、ＡＤ変換部３５から供給された複素信号にＦＦＴ処理を行ってよい。ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号は、信号強度（電力）の時間変化として表すことができる。距離ＦＦＴ処理部４１は、このようなビート信号にＦＦＴ処理を行うことにより、各周波数に対応する信号強度（電力）として表すことができる。距離ＦＦＴ処理部４１は、距離ＦＦＴ処理によって得られた結果においてピークが所定の閾値以上である場合、そのピークに対応する距離に、所定の物体２００があると判断してもよい。例えば、一定誤警報確率（ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate））による検出処理のように、外乱信号の平均電力又は振幅から閾値以上のピーク値が検出された場合、送信波を反射する物体（反射物体）が存在するものと判断する方法が知られている。このような閾値に基づいて物体が存在するか否かの判定は、例えば後述の閾値判定部４３において実行されてよい。

このように、一実施形態に係る電子機器１は、送信波Ｔとして送信される送信信号、及び、反射波Ｒとして受信される受信信号に基づいて、送信波Ｔを反射する物体２００をターゲットとして検出することができる。

距離ＦＦＴ処理部４１は、１つのチャープ信号（例えば図５に示すｃ１）に基づいて、所定の物体との間の距離を推定することができる。すなわち、電子機器１は、距離ＦＦＴ処理を行うことにより、図１に示した距離Ａを測定（推定）することができる。ビート信号にＦＦＴ処理を行うことにより、所定の物体との間の距離を測定（推定）する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。距離ＦＦＴ処理部４１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果（例えば距離の情報）は、速度ＦＦＴ処理部４２に供給されてよい。また、距離ＦＦＴ処理部４１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果は、例えば閾値判定部４３など、他の機能部に供給されてもよい。

速度ＦＦＴ処理部４２は、距離ＦＦＴ処理部４１によって距離ＦＦＴ処理が行われたビート信号に基づいて、電子機器１を搭載した移動体１００と、物体２００との相対速度を推定する。速度ＦＦＴ処理部４２は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、速度ＦＦＴ処理部４２は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform（ＦＦＴ））処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。

速度ＦＦＴ処理部４２は、距離ＦＦＴ処理部４１によって距離ＦＦＴ処理が行われたビート信号に対してさらにＦＦＴ処理を行う（以下、適宜「速度ＦＦＴ処理」と記す）。速度ＦＦＴ処理は、２Ｄ ＦＦＴ（ドップラーＦＦＴ）処理とも記す。例えば、速度ＦＦＴ処理部４２は、距離ＦＦＴ処理部４１から供給された複素信号にＦＦＴ処理を行ってよい。速度ＦＦＴ処理部４２は、チャープ信号のサブフレーム（例えば図５に示すサブフレーム１）に基づいて、所定の物体との相対速度を推定することができる。上述のようにビート信号に距離ＦＦＴ処理を行うと、複数のベクトルを生成することができる。これら複数のベクトルに対して速度ＦＦＴ処理を行った結果におけるピークの位相を求めることにより、所定の物体との相対速度を推定することができる。すなわち、電子機器１は、速度ＦＦＴ処理を行うことにより、図１に示した移動体１００と所定の物体２００との相対速度を測定（推定）することができる。距離ＦＦＴ処理を行った結果に対して速度ＦＦＴ処理を行うことにより、所定の物体との相対速度を測定（推定）する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。速度ＦＦＴ処理部４２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果（例えば速度の情報）は、閾値判定部４３に供給されてよい。また、速度ＦＦＴ処理部４２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果（例えば速度の情報）は、例えば閾値判定部４３に供給されてよい。また、速度ＦＦＴ処理部４２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果は、例えば到来角推定部４４など、他の機能部に供給されてもよい。

閾値判定部４３は、距離ＦＦＴ処理部４１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果、及び／又は、速度ＦＦＴ処理部４２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、距離及び／又は相対速度についての判定処理を行う。一実施形態において、閾値判定部４３は、所定の閾値に基づく判定を行ってよい。例えば、閾値判定部４３は、距離ＦＦＴ処理部４１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果、及び／又は、速度ＦＦＴ処理部４２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果が、所定の閾値を超えるか否かを判定してよい。閾値判定部４３は、所定の閾値を超える距離及び／又は相対速度において、物体を検出したと判定してもよい。

閾値判定部４３は、距離ＦＦＴ処理部４１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果、及び／又は、速度ＦＦＴ処理部４２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果のうち、所定の閾値を超えるもののみを出力してもよい。閾値判定部４３が行う動作は、例えば、一定誤警報確率（ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate））による検出処理と同様のものとしてよい。一実施形態において、閾値判定部４３が行う動作は、Order Statistic ＣＦＡＲ（ＯＳ－ＣＦＡＲ）に基づく処理を行ってもよい。ＯＳ－ＣＦＥＲは、順序統計（ordered statistics）に基づいて閾値を設定し、その閾値を超える場合にターゲットが存在すると判定する手法である。閾値判定部４３によって閾値判定の処理が行われた結果は、到来角推定部４４に供給されてよい。また、閾値判定部４３によって処理が行われた結果は、例えば物体検出部４５及び／又は品質判定部４６など、他の機能部に供給されてもよい。

電子機器１が複数の動作モード（レーダモード）で動作する場合、閾値判定部４３は、各レーダモードごとに記憶されたＣＦＡＲ（例えばＯＳ－ＣＦＥＲ）の閾値に基づいて、物体の有無の判定を行ってよい。

到来角推定部４４は、速度ＦＦＴ処理部４２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果、及び／又は、閾値判定部４３からの出力に基づいて、所定の物体２００から反射波Ｒが到来する方向を推定する。到来角推定部４４は、速度ＦＦＴ処理部４２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果のうち、閾値判定部４３から出力された結果に基づいて、所定の物体２００から反射波Ｒが到来する方向を推定してもよい。電子機器１は、複数の受信アンテナ３１から反射波Ｒを受信することで、反射波Ｒが到来する方向を推定することができる。例えば、複数の受信アンテナ３１は、所定の間隔で配置されているものとする。この場合、送信アンテナ２５から送信された送信波Ｔが所定の物体２００に反射されて反射波Ｒとなり、所定の間隔で配置された複数の受信アンテナ３１はそれぞれ反射波Ｒを受信する。そして、到来角推定部４４は、複数の受信アンテナ３１がそれぞれ受信した反射波Ｒの位相、及びそれぞれの反射波Ｒの経路差に基づいて、反射波Ｒが受信アンテナ３１に到来する方向を推定することができる。すなわち、電子機器１は、速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、図１に示した到来角θを測定（推定）することができる。

一実施形態に係る電子機器１において、到来角推定部４４は、物体が存在すると判定された速度において、複数の受信アンテナ３１が受信する複素信号に基づいて、反射波の到来方向を推定してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器１は、物体の存在する方向の角度を推定することができる。

速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、反射波Ｒが到来する方向を推定する技術は各種提案されている。例えば、既知の到来方向推定のアルゴリズムとしては、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）、及びＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique）などが知られている。したがって、公知の技術についてのより詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。到来角推定部４４によって推定された到来角θの情報（角度情報）は、物体検出部４５に供給されてよい。

一実施形態に係る電子機器１において、物体検出部４５は、反射波の到来方向（角度）の情報、ターゲットとの相対速度の情報、及び／又は、ターゲットまでの距離の情報に基づいて、物体をターゲットとして検出（例えばクラスタリング）したか否かの判定を行う。ここで、反射波の到来方向（角度）の情報は、到来角推定部４４から取得してよい。また、ターゲットとの相対速度及び距離の情報は、閾値判定部４３から取得してよい。また、ターゲットとの相対速度の情報は、速度ＦＦＴ処理部４２から取得してもよい。また、ターゲットまでの距離の情報は、距離ＦＦＴ処理部４１から取得してもよい。物体検出部４５は、ターゲットとして検出する物体を構成するポイントの平均電力を計算してもよい。

物体検出部４５は、距離ＦＦＴ処理部４１、速度ＦＦＴ処理部４２、閾値判定部４３、及び到来角推定部４４の少なくともいずれかから供給される情報に基づいて、送信波Ｔが送信された範囲に存在する物体を検出する。物体検出部４５は、供給された距離の情報、速度の情報、及び角度情報に基づいて例えばクラスタリング処理を行うことにより、物体検出を行ってよい。データをクラスタリングする際に用いるアルゴリズムとして、例えばＤＢＳＣＡＮ（Density-based spatial clustering of applications with noise）などが知られている。クラスタリング処理においては、例えば検出される物体を構成するポイントの平均電力を算出してもよい。物体検出部４５において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報の少なくともいずれかは、品質判定部４６に供給されてよい。また、物体検出部４５からの出力は、例えばＥＣＵ５０など、他の機能部に供給されてもよい。この場合、移動体１００が自動車である場合、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）のような通信インタフェースを用いて通信を行ってもよい。

品質判定部４６は、入力された受信信号が所定の品質を満たすか否か判定する。例えば、品質判定部４６は、検出された物体に関連する点群の角度分散値が所定の閾値以上であるか否かを判定してもよい。一実施形態において、検出された物体に関連する点群の情報として、物体追跡部４７によってフレーム間において関連付けられたデータを使用してもよい。また、品質判定部４６は、例えば、受信信号の信号品質が所定の閾値以上であるか否かを判定してもよい。品質判定部４６は、上述した点群の角度分散値が所定の閾値以上である場合、又は、受信信号の信号品質が所定の閾値以上でない場合、レーダの複数の動作モードのうち遠方の物体までの距離を検出可能なモードが設定されるように、制御部１０に通知してよい。このように、品質判定部４６から制御部１０に通知される情報（例えば設定されるべきレーダの動作モードを示す情報）は、記憶部４８に記憶されてよい。

また、品質判定部４６は、遠方の物体を検出可能な動作モードにおいて物体を検出する際の閾値（ＣＦＡＲの閾値）を以前よりも高く設定してもよい。このように、品質判定部４６によって設定される閾値の情報（例えばＣＦＡＲの閾値を示す情報）も、記憶部４８に記憶されてよい。

さらに、品質判定部４６は、遠方の物体の方向に送信波のビームが向けられるように、制御部１０に通知してよい。このように、品質判定部４６から制御部１０に通知される情報（例えば向けられるべきビームの方向を示す情報）は、記憶部４８に記憶されてよい。これにより、向けられるべきビームの方向を示す情報は、次のフレーム（時間）で用いることができる。制御部１０は、通知されたビームの方向を示す情報に基づいて、例えば位相制御部２３がビームフォーミングを行うように制御してよい。

物体追跡部４７は、例えばクラスタリング処理された物体の次フレームの物標位置を予測する処理を行ってよい。物体追跡部４７は、例えばカルマンフィルタを使用することにより、クラスタリング処理された物体の次のフレームにおける位置を予測してもよい。物体追跡部４７は、物体の次のフレームにおける予測された位置を、例えば記憶部４８などに記憶してよい。

一実施形態において、物体追跡部４７は、検出された物体に関連する点群に基づいて、当該物体がいずれの動作モードにおいて検出されたかを、記憶部４８などに記憶してよい。例えば、物体追跡部４７は、検出された物体が、第１レーダモードにおいて検出されたか、あるいは第２レーダモードにおいて検出されたかを、記憶部４８などに記憶してよい。この場合、物体追跡部４７は、前のフレームにおいて推定された相対速度が一定か否かに応じて、第１レーダモードと第２レーダモードの優先順位を決定してよい。以下、例として、第１レーダモードにおいて物体を検出可能な距離は、第２レーダモードにおいて物体を検出可能な距離よりも大きい（長い）ものとしてもよい。ここで、本開示のレーダによる最大検出距離をＲｍａｘとした場合、この距離Ｒｍａｘを例えば３分割し、０以上Ｒｍａｘ／３未満の距離を近距離とし、Ｒｍａｘ／３以上２Ｒｍａｘ／３未満を中距離とし、２Ｒｍａｘ／３以上を遠距離としてもよい。もちろん、本開示のレーダによる検出距離の分類は、このような３分割の場合に限定されない。例えば、本開示のレーダによる検出距離の分類は、２分割、４分割、Ｎ分割（Ｎ＞５）などとしてもよい。また、各分割距離は、異なった間隔としてもよい。第１レーダモードは、遠距離又は中距離に適用され、第２レーダモードは、近距離に適用されるとしてもよい。また、第１レーダモードは、遠距離に適用され、第２レーダモードは、近距離又は中距離に適用されるとしてもよい。最大検出距離Ｒｍａｘとしては、例えば、３００ｍ、２００ｍ、１００ｍ、又は７５ｍなどとしてよいが、本開示におけるＲｍａｘは、これらの数値に限定されるものではない。Ｒｍａｘは、チャープスロープ、アナログデジタル変換機のサンプリングレート、物標のレーダ断面積、及び／又は、アンテナ設計などに基づいて決定されるとしてもよい。

物体追跡部４７は、検出された物体に関連する点群として、例えば物体追跡の原理に基づいて、フレーム間を関連付けたデータを使用してもよい。物体追跡においては、例えば記憶部４８に記憶された前のフレームで予測された物体の情報（例えば距離、角度、速度、電力、点群の分散量、識別情報など）と、今回のフレームで観測された物体の情報との相関に基づいて、フレーム間を関連付けてもよい。

物体追跡部４７は、上述のように関連付けた今回のフレームで観測された物体の情報から、例えばカルマンフィルタを用いて次のフレームの予測を行ってもよい。この場合、物体追跡部４７は、予測により得られた物体の情報を記憶部４８などに記憶してよい。そして、物体追跡部４７は、メモリに記憶されている情報のうち、前のフレームで計算された、今回のフレームで予測される物体の情報を出力してもよい。

記憶部４８は、各種の情報を記憶することができる。記憶部４８は、例えば半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。また、例えば、記憶部４８は、本実施形態に係る電子機器１に挿入されたメモリカードのような記憶媒体としてもよい。また、記憶部４８は、制御部１０及び／又は信号処理部４０として用いられるＣＰＵなどの内部メモリであってもよい。

一実施形態において、記憶部４８は、物体を検出する際の受信信号の閾値（例えばＣＦＡＲの閾値）、送信波のビームを所定の方向に向ける際の位相、電子機器１の動作モード（レーダモード）等の情報を記憶してよい。

制御部１０は、記憶部４８に記憶された動作モードの情報に基づいて、電子機器１の動作モードを制御してよい。より具体的には、制御部１０のモード選択部１１は、記憶部４８に記憶された動作モードの情報に基づいて、電子機器１の動作モードを選択してよい。制御部１０のパラメータ設定部１２は、記憶部４８に記憶された各種パラメータに基づいて、所定の送信波が送信されるようにパラメータを設定してよい。また、制御部１０のパラメータ設定部１２は、信号生成部２１が送信信号を生成する際に必要な各種パラメータを設定してもよい。さらに、制御部１０のパラメータ設定部１２は、位相制御部２３が送信波を所定の方向にビームを形成（ビームフォーミング）するために必要な各種パラメータを設定してもよい。

閾値判定部４３は、記憶部４８に記憶された閾値（例えばＣＦＡＲの閾値）の情報に基づいて、物体を検出する際の受信信号が所定の閾値以上になるか否かを判定してよい。
さらに、品質判定部４６は、記憶部４８に記憶された信号品質の情報に基づいて、受信信号が所定の品質以上になるか否かを判定してよい。さらに、物体追跡部４７は、記憶部４８に記憶された情報に基づいて、検出された物体の追跡を行ってよい。

一実施形態に係る電子機器１が備えるＥＣＵ５０（図２参照）は、例えば移動体１００を構成する各機能部の制御をはじめとして、移動体１００全体の動作の制御を行うことができる。ＥＣＵ５０は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ(Digital Signal Processor)のような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。ＥＣＵ５０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、ＥＣＵ５０は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してよい。ＥＣＵ５０は、ＥＣＵ５０の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。また、制御部１０の機能の少なくとも一部がＥＣＵ５０の機能とされてもよいし、ＥＣＵ５０の機能の少なくとも一部が制御部１０の機能とされてもよい。

図２に示す電子機器１は、２つの送信アンテナ２５及び４つの受信アンテナ３１を備えている。しかしながら、一実施形態に係る電子機器１は、任意の数の送信アンテナ２５及び任意の数の受信アンテナ３１を備えてもよい。例えば、２つの送信アンテナ２５及び４つの受信アンテナ３１を備えることにより、電子機器１は、仮想的に８本のアンテナにより構成される仮想アンテナアレイを備えるものと考えることができる。このように、電子機器１は、例えば仮想８本のアンテナを用いることにより、図５に示す１６のサブフレームの反射波Ｒを受信してもよい。

次に、一実施形態に係る電子機器１の動作について説明する。

上述のように、一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナから送信波を送信し、送信波が物体によって反射された反射波を、受信アンテナから受信する。そして、一実施形態に係る電子機器１は、送信信号及び／又は受信信号に基づいて、送信波を反射する物体を検出し得る。一実施形態に係る電子機器１は、このようにして検出された物体が所定の物標であるか否かを識別する。以下、一実施形態に係る電子機器１による処理のアルゴリズムについて、さらに説明する。

一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０のモード選択部１１は、電子機器１の動作モードを例えば記憶部４８から読み出すことにより選択して、選択された動作モードを、パラメータ設定部１２及び信号処理部４０に通知してよい。パラメータ設定部１２は、モード選択部１１によって選択された動作モードのパラメータを設定し、設定されたパラメータを送信部２０に通知する。ここで、記憶部４８は、複数のレーダパラメータを記憶してよい。制御部１０は、パラメータ設定部１２によるレーダパラメータの設定により、例えば送信波の１フレーム内において複数のレーダモードを切り替えることができる。

一実施形態に係る電子機器１は、上述のように、複数の送信アンテナ２５によって送信信号を送信するとともに、複数の受信アンテナ３１によって受信信号を受信することができる。また、上述のように、一実施形態に係る電子機器１は、複数の動作モード（レーダモード）を切り替えて送信波を送信することができる。さらに、一実施形態に係る電子機器１は、複数のレーダモードそれぞれにおいて、複数のビームフォーミングを行うことができる。

一実施形態に係る電子機器１は、上述のような動作を行っている最中に、例えば遠方で接近する車両のような物体を検出したとする。ここで、遠方とは、所定の距離以上離れた位置としてよい。例えば、遠方とは、少なくとも５０ｍ程度離れた位置など、電子機器１の近傍を含まない任意の位置としてもよい。一実施形態に係る電子機器１は、遠方の物体を検出した場合、複数の動作モード（レーダモード）のうち、遠方の物体検出に対応した動作モードを選択してよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、遠方の物体を検出した場合、検出された物体に送信波のビームが向くように、ビームフォーミングを行ってよい。

また、この場合、物体を検出する際の所定の閾値（例えばＣＦＡＲの閾値）をそれまでよりも所定値だけ高くしてもよい。所定の閾値を高くする際の所定値は、例えば遠方の物体が良好に検出されるように調整された値としてもよい。このようにして、一実施形態に係る電子機器１は、品質が向上された信号を用いて信号処理を行うことができる。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、例えば、物体の到来方向を精度良く推定することができる。

図６は、一実施形態に係る電子機器１の信号処理部４０の動作を説明するフローチャートである。

図６に示す動作は、例えば送信波の１フレームごとに繰り返して行ってよい。また、図６に示す動作は、一実施形態に係る電子機器１において信号処理部４０が行う動作としてよい。したがって、図６が示す動作とは別に、例えば送信部２０は送信アンテナ２５から送信信号を送信し、受信部３０は受信アンテナ３１から受信信号を受信する動作を行ってよい。

図６に示す動作が開始すると、速度ＦＦＴ処理部４２は、複数の受信信号に対して速度ＦＦＴ処理を行ってよい（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１において速度ＦＦＴ処理が行われたら、閾値判定部４３は、速度ＦＦＴ処理された受信信号の信号強度が、所定の閾値以上であるか否か判定してよい（ステップＳ１２）。ここで、所定の閾値とは、所定のＣＦＡＲの閾値としてもよい。

ステップＳ１２において信号強度が閾値以上と判定されたら、到来角推定部４４は、検出された物体の到来方向を推定する（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２において信号強度が閾値以上でないと判定されたら、信号処理部４０は、図６に示す動作を終了してよい。

ステップＳ１３において到来方向が推定されたら、物体検出部４５は、それまでの処理結果に基づいて、物体を検出する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において物体が検出されたら、品質判定部４６は、検出された物体の信号品質が、所定の品質を満足するかを判定する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５において物体の信号品質が所定の品質を満足する場合（ＹＥＳ）、品質判定部４６は、図６に示す動作を終了してよい。一方、ステップＳ１５において、物体の信号品質が所定の品質を満足しない場合（ＮＯ）、品質判定部４６は、次のステップＳ１６の動作を行う。本開示において、物体の信号品質が所定の品質を満足しない場合（ＮＯ）とは、例えば、検出した物体に紐づけられた点群の角度分散値が閾値以上であったり、又は受信信号の信号強度が閾値以下である、などの条件を適宜組み合わせて設定することができる。

ステップＳ１６において、品質判定部４６は、複数の動作モードのうち少なくとも１つ以上の動作モードにおける送信波のビームが検出された物体に向かうようにするための情報を、記憶部４８に記憶する。制御部１０は、次のフレームにおいて、記憶部４８から必要な情報を読み出すことにより、複数の動作モードのうち少なくとも１つ以上の動作モードにおける送信波のビームが検出された物体に向かうようにすることができる。また、制御部１０は、送信波のビームにおいて、複数の動作モードが遠方の動作モードになるように制御する。この点について、図７を参照して説明する。図７は、一実施形態に係る電子機器１による動作を概略的に説明する図である。

制御部１０は、図７（ａ）に示すように、初めに、チャープ信号ｃ１，ｃ２，及びｃ３のような送信信号を、送信部２０から送信する動作モードで動作しているものとする。ここで、Ｓ１，Ｓ２，及びＳ３は、チャープ信号ｃ１，ｃ２，及びｃ３それぞれのチャープスロープを示すものとする。ここでは、各チャープ信号のチャープスロープは、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３であるとする。また、Ｔ１，Ｔ２，及びＴ３は、チャープ信号ｃ１，ｃ２，及びｃ３それぞれの送信周期を示すものとする。ここでは、各チャープ信号の送信周期は、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３であるとする。チャープ信号ｃ１は近距離に対応し、チャープ信号ｃ２は中距離に対応し、チャープ信号ｃ３は遠距離に対応するとしてもよい。

次に、制御部１０は、図６に示したステップＳ１５において、物体の信号品質が所定の品質を満足しない場合（ＮＯ）、図７（ｂ）に示すように、チャープ信号の動作モードを変更する。ここで、チャープ信号の動作モードの変更は、同じフレーム又はサブフレームにおいて行われてもよいし、次のフレーム又はサブフレームにおいて行われてもよい。すなわち、この場合、制御部１０は、チャープ信号ｃ２のチャープスロープをＳ３に設定して、チャープ信号を遠距離の動作モードの送信波としてよい。このような構成により、電子機器１は、物体の信号品質が所定の品質を満足しない場合（ＮＯ）、遠方モードの送信波を送信することができるため、適切な物体検出を行うことができる。

なお、図７に示すチャープ信号は一例であり、一実施形態において、図７に示すような信号以外のチャープ信号を利用してもよい。一実施形態において、異なるチャープ信号の最大周波数は、異なるものであってもよい。また、チャープ信号の種類は、３種類のみに限定されず、２種類又は４種類以上としてもよい。図６のＳ１５において、物体の信号品質が所定の品質を満足しない場合（ＮＯ）、制御部１０は、いずれかのチャープ信号の送信の動作モードを、中距離とするなど、今まで送信していた動作モードより遠方の動作モードに設定してもよい。また、制御部１０は、図６のＳ１５においてＮＯに進む場合、Ｎを２以上の整数として、送信しているＮ個のチャープ信号のうちのＭ個（Ｍ≦Ｎ）のチャープ信号の送信の動作モードを、今まで送信していた動作モードより遠方の動作モードに設定してもよい。

また、制御部１０は、図６のＳ１５においてＮＯに進む場合、チャープスロープＳの値を変更するだけではなく、レーダモードに対応する各種のレーダパラメータを適宜組み合わせて、Ｓ１６において動作モードを変更してもよい。ここで、レーダモードに対応する各種のレーダパラメータは、送信開始周波数、電波強度、電波送信周期、対象物の散乱断面積、電波送信タイミング、周波数帯域、及びアナログデジタル変換機のサンプリングレートなどとしてよい。

また、ステップＳ１６において、品質判定部４６は、物体を検出する際の閾値（ＣＦＡＲの閾値）を、それまでよりも所定値だけ高くしてよい。品質判定部４６は、所定値だけ高くされた閾値（ＣＦＡＲの閾値）を、記憶部４８に記憶してよい。これにより、閾値判定部４３は、記憶部４８から必要な情報を読み出すことにより、所定値だけ高くした閾値を用いて、判定を行うことができる。Ｓ１６において行う、送信波の動作モードの変更及び／又はＣＦＡＲの閾値の変更は、制御部１０が双方実行してもよいし、制御部１０がいずれか一方を実施してもよい。

上述のように、信号処理部４０は、送信波として送信される送信信号及び反射波として受信される受信信号に基づいて、送信波を反射する物体と電子機器１との距離を算出する。そして、制御部１０は、品質判定部４６によって判定された受信信号の品質に基づいて、物体と電子機器１との距離に対応した動作モードによって送信波を送信するように制御する。

また、制御部１０は、品質判定部４６によって判定された受信信号の品質に基づいて、送信波のビームフォーミングを行ってもよい。例えば、制御部１０は、品質判定部４６によって判定された受信信号の品質に応じて、送信波のビームフォーミングを行うか否かを判定してもよい。

また、上述のように、制御部１０は、送信波の送信態様が異なる第１動作モード及び第２動作モードで動作するように制御してもよい。信号処理部４０は、第２動作モードにおいて物体の検出を判定する閾値を、第１動作モードにおいて物体の検出を判定する閾値よりも高くしてもよい。

さらに、信号処理部４０は、検出された物体が電子機器１に到達するまでの時間に基づいて、その物体を優先的に検出する対象とするか否かを決定してもよい。

一実施形態に係る電子機器１によれば、電子機器１から遠方で物体が検出された場合、複数のレーダによる送信波のビームを向けることができる。また、一実施形態に係る電子機器１によれば、電子機器１から遠方で物体が検出された場合、ＣＦＡＲの閾値及び／又は信号品質の閾値が高く変更される。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、物体を検出する際の受信信号の品質を向上させることができる。これにより、一実施形態に係る電子機器１によれば、例えば検出された物体の到来角を推定する精度を向上させることができる。

一般的なレーダ技術において、例えば、物体を検出する信号の強度に応じて、検出の判定を行う閾値を制御することも考えられる。しかしながら、このような制御においては、信号強度が弱い場合、閾値を下げることにより、物体は検出され易くなる。一方、このような制御においては、信号の品質が劣化するため、例えば物体の到来角を推定する際の精度が劣化することも想定される。一実施形態に係る電子機器１によれば、物体を検出する際の受信信号の品質を向上させ、検出された物体の到来角を推定する精度を向上させることができる。

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、１つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。つまり、本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。

例えば、上述した実施形態においては、１つのセンサ５によって、動的に物体検出範囲を切り替える態様について説明した。しかしながら、一実施形態において、複数のセンサ５によって、決定された物体検出範囲において物体検出を行ってもよい。また、一実施形態において、複数のセンサ５によって、決定された物体検出範囲に向けてビームフォーミングを行ってもよい。

上述した実施形態は、電子機器１としての実施のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、電子機器１のような機器の制御方法として実施してもよい。さらに、例えば、上述した実施形態は、電子機器１のような機器又はコンピュータなどに実行させるプログラムとして実施してもよい。

一実施形態に係る電子機器１は、最小の構成としては、例えばセンサ５又は制御部１０の一方のみの少なくとも一部を備えるものとしてよい。一方、一実施形態に係る電子機器１は、制御部１０の他に、図２に示すような、信号生成部２１、シンセサイザ２２、位相制御部２３、増幅器２４、及び送信アンテナ２５の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、上述の機能部に代えて、又は上述の機能部とともに、受信アンテナ３１、ＬＮＡ３２、ミキサ３３、ＩＦ部３４、ＡＤ変換部３５の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。さらに、一実施形態に係る電子機器１は、任意の記憶部（メモリ）を含んで構成してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器１は、種々の構成態様を採ることができる。また、一実施形態に係る電子機器１が移動体１００に搭載される場合、例えば上述の各機能部の少なくともいずれかは、移動体１００内部などの適当な場所に設置されてよい。一方、一実施形態においては、例えば送信アンテナ２５及び受信アンテナ３１の少なくともいずれかは、移動体１００の外部に設置されてもよい。

１ 電子機器
５ センサ
１０ 制御部
１１ モード選択部
１２ パラメータ設定部
２０ 送信部
２１ 信号生成部
２２ シンセサイザ
２３ 位相制御部
２４ 増幅器
２５ 送信アンテナ
３０ 受信部
３１ 受信アンテナ
３２ ＬＮＡ
３３ ミキサ
３４ ＩＦ部
３５ ＡＤ変換部
４０ 信号処理部
４１ 距離ＦＦＴ処理部
４２ 速度ＦＦＴ処理部
４３ 閾値判定部
４４ 到来角推定部
４５ 物体検出部
４６ 品質判定部
４７ 物体追跡部
４８ 記憶部
５０ ＥＣＵ
１００ 移動体
２００ 物体

Claims (6)

1. 送信波を送信する送信アンテナと、
   前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
   前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体と自機器との距離を算出する信号処理部と、
   前記受信信号の品質を判定する品質判定部と、
   前記品質判定部によって判定された前記受信信号の品質に基づいて、前記物体と自機器との距離に対応した動作モードによって前記送信波を送信するように制御する制御部と、
   を備える、電子機器。
2. 前記制御部は、前記品質判定部によって判定された品質に基づいて、前記送信波のビームフォーミングを行う、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記制御部は、前記送信波の送信態様が異なる第１動作モード及び第２動作モードで動作するように制御し、
   前記信号処理部は、前記第２動作モードにおいて前記物体の検出を判定する閾値を、前記第１動作モードにおいて前記物体の検出を判定する閾値よりも高くする、請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 前記信号処理部は、前記物体が自機器に到達するまでの時間に基づいて、当該物体を優先的に検出する対象とするか否かを決定する、請求項１から３のいずれかに記載の電子機器。
5. 送信波を送信するステップと、
   前記送信波が反射された反射波を受信するステップと、
   前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体と自機器との距離を算出するステップと、
   前記受信信号の品質を判定するステップと、
   前記受信信号の品質に基づいて、前記物体と自機器との距離に対応した動作モードによって前記送信波を送信するように制御するステップと、
   を含む、電子機器の制御方法。
6. 電子機器に、
   送信波を送信するステップと、
   前記送信波が反射された反射波を受信するステップと、
   前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体と自機器との距離を算出するステップと、
   前記受信信号の品質を判定するステップと、
   前記受信信号の品質に基づいて、前記物体と自機器との距離に対応した動作モードによって前記送信波を送信するように制御するステップと、
   を実行させる、プログラム。
   

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