JP4447455B2 - 自動車側面物体検出センサの遮断を検出する方法およびシステム - Google Patents

自動車側面物体検出センサの遮断を検出する方法およびシステム Download PDF

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Description

発明の背景
当該技術分野で知られているように、自動車等の車両に検出器を含める傾向がある。車両の経路にある物体を正確かつ確実に検出できる検出器を提供することが必要である。このような検出器は、側面物体検出センサ（「ＳＯＤＳ（Side Object Detection Sensor）」）と呼ばれることがあり、自動車と障害物との相対的位置関係、および、温度、湿度、氷、雨等の環境条件に対して比較的不感応でなければならない。
レーダは、自動車のＳＯＤＳを実装するのに適した技術である。この目的に適したレーダの１つのタイプは、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダである。一般的なＦＭＣＷレーダでは、送信されたＣＷ信号の周波数は、第１の所定の周波数から第２の所定の周波数に直線的に増加する。ＦＭＣＷレーダは、高い感度、比較的低い送信機電力、および良好なレンジ（距離）分解能の利点を有する。
ＳＯＤＳは民生品であり、車両の安全に影響を与える可能性があるので、センサの精度と信頼性は同等なものと考えられる。その精度および信頼性に寄与するＳＯＤＳの態様は、ＳＯＤＳのノイズの影響の受けやすさ、および、受信した無線周波（ＲＦ）信号が、ＳＯＤＳの視野内の物体を検出するために処理される全体の正確さに関係する。ノイズの影響を受けやすいことによって、例えば、誤検出が引き起こされる可能性があり、さらに有害なことに、物体が検出されなくなる可能性もある。
ＳＯＤＳのさらに重要な属性は、その物理サイズおよびフォームファクタ（形状係数）に関係するものである。好ましくは、ＦＬＳは、車両のエンジンハウジングまたはグリルの前面の背後に取り付け可能な比較的小さな筐体にハウジングされる。精度および信頼性のため、送受信アンテナおよび回路機構は、車両グリルの属性によって影響されず、予測可能なアラインメントで車両に取り付けられることが必要である。
また、ＳＯＤＳの精度および信頼性に影響を与えるものは、ＳＯＤＳ送信アンテナおよび／またはＳＯＤＳ受信アンテナの１つまたは２つ以上の部分の好ましくない遮断を行う外的物質または外的物体の存在であり、特に、ＳＯＤＳ送信アンテナに伝搬するＲＦエネルギーおよびＳＯＤＳ受信アンテナから伝搬するＲＦエネルギーの一部を遮断する外的物質または外的物体の存在である。このような遮断は、アンテナアパーチャの領域に外的物質または外的物体が一定時間にわたって蓄積することによって引き起こされる可能性がある。このような外的物質は、例えば、温度、湿度、氷、雨等の環境状況によって引き起こされるおそれがある。このような遮断は、ＳＯＤＳの適切な機能を低下させる可能性があり、極端な場合には妨げる可能性がある。ＦＬＳが取り付けられた車両が道路に配備されると、外的物質が徐々にかつ連続的に蓄積する可能性がある。これによって、ＳＯＤＳのシステム性能が対応して徐々に減少し、したがって、外的物質が徐々に蓄積することによるアンテナ遮断（妨害）の存在を検出することが相対的に困難になる。
したがって、アンテナ遮断を検出できるＳＯＤＳを提供することが望まれている。また、ＳＯＤＳが取り付けられた車両のそのエリアにおいて、車両に泥、氷、雪等の外的物質が蓄積することによるアンテナ遮断を検出できるＳＯＤＳを提供することも望まれている。さらに、アンテナ遮断を検出し、このような遮断の存在をシステムユーザに警報で通知するＳＯＤＳを提供することも望まれている。
発明の簡単な概要
本発明の実施の形態によると、自動車に取り付けられたＳＯＤＳ等のレーダシステムのアンテナ遮断（障害物）を検出するシステムが示される。レーダシステムのアンテナ遮断を検出するシステムは、レーダシステムに含まれる信号プロセッサまたは外部信号源が提供する複数の信号を受け取って、レーダシステムのアンテナの遮断状況を検出するように適応された遮断検出プロセッサを含む。一実施の形態では、遮断検出プロセッサは、車両速度入力と、センサ温度入力と、パターン認識情報入力とを含む。
本発明の一態様では、送信アンテナおよび受信アンテナを含むレーダシステムのアンテナ遮断（障害物）を検出するシステムの動作方法が、送信アンテナと受信アンテナとの間で通信される第１の漏れ（漏洩）信号を検知すること、および第１の漏洩信号のエネルギーレベルを、複数の所定のパターン認識プロファイルの少なくとも１つと比較することを含む。この方法は、さらに、第１の漏洩信号が、複数の所定のパターン認識プロファイルのいずれか１つの所定の特性とほぼ一致するかどうかを判断することを含む。第１の漏洩信号が、複数の所定のパターン認識プロファイルのいずれか１つの所定の特性とほぼ一致するものと判断されると、システムは、アンテナ遮断に対応する第１の値を有する第１の信号を生成する。第１の漏洩信号が、複数の所定のパターン認識プロファイルのいずれの１つの所定の特性とも一致しないと判断されると、システムは、アンテナ遮断が存在しないことに対応する第２の値を有する第２の信号を生成する。
この方法は、さらに、第１の漏洩信号のエネルギーレベルが所定の漏洩信号しきい値レベルからはずれているかどうかを判断することを含む。第１の漏洩信号が所定の漏洩信号しきい値レベルからはずれている場合には、システムは第１の信号を生成する。さらに、第１の漏洩信号が漏洩信号しきい値レベルからはずれていない場合には、システムは第２の信号を生成する。
本発明の別の態様では、この方法は、さらに、第１の漏洩信号のエネルギーレベルが所定の漏洩信号しきい値レベルからはずれているかどうかを判断することを含む。第１の漏洩信号が所定の漏洩信号しきい値レベルからはずれていると判断されると、システムは第１の信号を生成する。さらに、第１の漏洩信号が漏洩信号しきい値レベルからはずれていない場合には、システムは第２の信号を生成する。上述した方法を周期的に所定の回数繰り返して、複数の第１の信号および複数の第２の信号を生成することができる。複数の第１の信号および複数の第２の信号を生成した後、この方法は、さらに、所定の個数の第１の信号が存在するかどうかを判断することを含む。所定の個数の第１の信号が存在すると判断されると、システムは、アンテナ遮断検出信号を生成する。
上述したような、第１の漏洩信号のエネルギーレベルを、複数の所定のパターン認識プロファイルの少なくとも１つと比較する方法は、さらに、第１の漏洩信号のエネルギーレベルを、データベースに事前に記憶された複数の所定のパターン認識プロファイルの少なくとも１つと比較することを含む。この所定のパターン認識プロファイルは、データベースに記憶され、アンテナ遮断を引き起こす、アンテナを遮断する可能性のある複数の異なる物体に関連付けられたシグネチャを表す。
上述したような、第１の漏洩信号のエネルギーレベルを、複数の所定のパターン認識プロファイルの少なくとも１つと比較する方法は、さらに、第１の漏洩信号のエネルギーレベルを、データベースに事前に記憶された少なくとも１つの基準漏洩信号プロファイルと比較することを含む。この基準漏洩信号プロファイルは、アンテナ遮断が存在しない場合に生成される漏洩シグネチャを表す。
上述したような、アンテナ遮断信号を生成する方法は、さらに、複数の第１の信号のそれぞれに関連付けられた、アンテナ遮断の存在を表す複数の第１の値を生成することを含む。さらに、この方法は、複数の第１の信号のそれぞれに関連付けられた複数の距離値を生成することを含む。これらの距離値は、アンテナと遮断に関連付けられた物体との間の距離を表す。
所定の個数の第１の信号が存在するかどうかを判断する方法は、アンテナの相対運動に関連付けられた速度信号を検知することを含む。上述したような複数の距離値が速度信号の検知中にほぼ等しい場合に、システムは、アンテナ遮断の検出フラグを生成する。
この発明の上記特徴に加えて、本発明は、図面を参照した以下の説明からより十分に理解することができるであろう。
発明の詳細な説明
図１を参照して、本発明の特徴を組み込んだ自動車２が示されている。具体的には、自動車２は、当該自動車２のさまざまな位置に取り付けられた１つまたは２つ以上のＳＯＤＳ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄを含む。これらＳＯＤＳ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄは、それぞれ対応した遮断（障害物）検出システム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、および１１ｄを含む。遮断検出システム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、および１１ｄは、１つまたは２つ以上のＳＯＤＳ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄのそれぞれに関連付けられ、ＳＯＤＳ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄの遮断状況について、自動車２のユーザに警報を与えるように適合することができる。ユーザは、この警報に応じて、遮断状況をクリアする是正措置を取ることができる。ＳＯＤＳ１０ａの例示の遮断物体１２には、例えば、ＳＯＤＳ１０ａに付着したり、ＳＯＤＳ１０ａを実質上遮断したりする雪、塩、氷、埃等の複数の異なる物体または物質（または物体および物質が組み合わさったもの）が含まれ得る。自動車２は、さらに、車両処理ユニット１５を含むことができる。この車両処理ユニット１５は、ＳＯＤＳ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄのそれぞれ、ならびに、関連付けられた各遮断検出システム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、および１１ｄに接続される。ＳＯＤＳ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄのそれぞれは同じように構成され、また、それらに関連付けられた各遮断検出システム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、および１１ｄも同じように構成されることを理解すべきである。したがって、説明を簡単にするために、本明細書では、ＳＯＤＳ１０ａおよび関連付けられた遮断検出システム１１ａのみについて説明することにし、以下では、それぞれ「ＳＯＤＳ１０」および「遮断検出システム１１」と呼ぶことにする。
本明細書では、遮断検出システムを、ＳＯＤＳ１０内に組み込まれたものとして図示して説明するが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、単一の別個の遮断検出システム１１ｅを車両プロセッサに接続して、ＳＯＤＳ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄのそれぞれとリモート通信できることも理解されるべきである。この配置では、単一の別個の遮断検出システム１１ｅは、ＳＯＤＳ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄのそれぞれを同時に監視できる一方で、あらゆる回路機構および／またはコンポーネントの重複を最小にすることができる。
図２を参照すると、上述した図１のＳＯＤＳ１０によって実現される例示的視野または検出ゾーン１４が示されている。この例示的視野１４は、複数のアンテナビーム、例えば７つのアンテナビームａ〜ｇから提供される。ビームａ〜ｇのそれぞれは、約１５度から２０度のビーム幅を含み、合計で１５０度を超えるアジマス（方位角）スキャンとなる。それ以外の個数のビームａ〜ｇ（例えば、７つよりも少ないかまたは多い）およびいくつかのスキャン角度が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく可能であることが当業者には理解されよう。特定の用途に使用される特定の個数のアンテナビームａ〜ｇが、さまざまな因子に従って選択される。これら因子には、視野１４の所望の分解能が含まれるが、これに限定されるものではない。視野１４または検出ゾーンは、ここでは、ほぼ長方形の形状を有するものとして設けられる。この長方形の形状は、対象となる最大境界を画定する。しかしながら、他の実施の形態では、視野の形状は、台形や円弧等の複数の他の形状に対応することができる。さらに、検出ゾーン１４のサイズおよび形状は、同時係属中の発明の名称が「TECHNIQUE FOR CHANGING A RANGE GATE AND RADAR COVERAGE」という米国特許出願第０９／９３０，８６７号に記載されたように動的にプログラムすることもできる。この出願は、本発明の譲受人に譲渡され、参照によりその内容全体が本明細書に援用される。
自動車２に組み込まれたＳＯＤＳ１０は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダ技術を利用し、自動車２に取り付けられて、ＳＯＤＳ１０の視野１４内の１つまたは２つ以上の物体、すなわちターゲットを検出するように適応している。この用途では、ターゲット（図示せず）には、他の車、木、標識、歩行者等が含まれ得る。ＳＯＤＳ１０は、その視野１４内の１つまたは２つ以上のターゲットを検出し、各ターゲットを「１次」ターゲットまたは「２次」ターゲットのいずれかに分類する。１次ターゲット、すなわちリードターゲットは、さまざまな方法で定義することができ、例示の実施形態では、ＳＯＤＳ１０に最も近い物体である。しかしながら、視野１４は、遮断物体１２によって歪められる可能性があり、その結果、図２の破線１４ａによって図式的に表されるような実効視野となる。その上、歪められた視野１４ａは、遮断物体１２によって、視野１４ａが仮想的に存在しない点または近似的に０に等しい点にさらに歪められる可能性がある。
図３を参照すると、ＳＯＤＳ１０は、アンテナアセンブリ１４と、送信機２２および受信機２４の双方を有するマイクロ波アセンブリ２０と、電子機器アセンブリ２８とを含む。電子機器アセンブリ２８は、信号プロセッサ３０と、電源装置３２と、制御回路３４と、デジタルインタフェース３６とから構成される。また、信号プロセッサ３０は、ＳＯＤＳ１０の障害物（遮断）検出システム１１も含む。遮断検出システム１１は、信号プロセッサ３０または外部信号源が提供する複数の信号を受信して、ＳＯＤＳの遮断状況を検出するように適合された遮断検出プロセッサ１３を含む。一実施の形態では、遮断検出プロセッサ１３は、車両速度入力１３ａと、センサ温度入力１３ｂと、パターン認識情報入力１３ｃとを含む。これらはすべて以下で詳述する。
制御信号が、車両プロセッサ１５によって、信号バス４２（図１）を介してＳＯＤＳ１０に提供される。これらの制御信号は、自動車２に関連付けられたヨーレートに対応するヨーレート信号と、自動車２の速度に対応する速度信号とを含む。これらの制御信号、および、ＳＯＤＳ１０が受信した反射ＲＦ信号に応答して、ＳＯＤＳ１０は、その視野１４内の１次ターゲットを特徴付ける１つまたは２つ以上の出力信号を信号バス４２を介して自動車２に提供する。これらの出力信号は、センサ１０の視野内の１次ターゲットに関連付けられたレンジ（距離）を示すレンジ信号と、１次ターゲットに関連付けられたレンジレートを示すレンジレート信号と、自動車２に対する、１次ターゲットに関連付けられたアジマスを示すアジマス信号とを含む。
アンテナアセンブリ１４は、ＲＦ信号を受信する受信アンテナ１６およびＲＦ信号を送信する送信アンテナ１８の２つのアンテナを含む。ＳＯＤＳ１０は、別個の送信アンテナおよび受信アンテナを含むので、バイスタティックレーダセンサとして特徴付けることができる。アンテナ１６、１８は、マルチローブであり、同じ方向の点について並列に制御される。多点スイッチを含めて、各アンテナ１６、１８の角度を選択するのに適したさまざまな回路機構がある。
受信アンテナ１６からの出力はマイクロ波受信機２４に接続される。マイクロ波受信機２４では、１つまたは２つ以上の局所発振器信号の周波数が、送信信号周波数から、一定の量だけオフセットされる。ターゲット周波数がオフセット周波数よりも高いかまたは低い状況では、受信機２４の出力信号はオフセット周波数にある。
受信機２４は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含む。このＡ／Ｄ変換器は、受信されたＲＦ信号の増幅したものを、受信機からの最大周波数の少なくとも２倍のレートでサンプリングする。これらの信号サンプルは、さまざまな周波数レンジ（すなわち、周波数ビン）内の信号の内容を決定するために、デジタル信号プロセッサ３０内で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって処理される。ＦＦＴの出力は、遮断検出プロセッサ１３を含めて、信号プロセッサ３０の残りの部分に対するデータとしての役割を果たす。ＳＯＤＳ１０の残りの部分は、標準的な要素であり、電源装置３２と、周波数安定用のシステムクロック（水晶制御発振器）を含む制御回路３４と、デジタルインタフェース３６とを含む。
信号プロセッサ３０が、受信されたＲＦ信号を処理して、１次ターゲットのレンジ、レンジレート、および／またはアジマスを示す上述した出力信号を出力信号バス４６を介して車両４０に提供する方法は、同一出願人による、１９９６年１１月１２日に出願された発明の名称が「RADAR SYSTEM AND METHOD OF OPERATING SAME」という米国特許第第６，０１１，５０７号、および、１９９７年１１月２１日に出願された発明の名称が「AUTOMOTIVE FORWARD LOOKING SENSOR BLOCKAGE DETECTION SYSTEM AND RELATED TECHNIQUES」という米国特許第第５，９５９，５７０号と共に以下で説明する。これらの米国特許は共に、参照によりその内容全体が本明細書に援用される。
遮断検出プロセッサ１３は、図４ないし図９と共に以下で詳細に説明する。ここでは、遮断検出プロセッサ１３は、漏れ（漏洩）信号を検知し、この漏洩信号を、複数の所定のパターン認識プロファイルの少なくとも１つと比較すると言えば十分であろう。漏洩信号がプロファイルの１つまたは２つ以上と一致することに応答して、システムは、ＳＯＤＳ１０の遮断が存在することを示す信号を生成する。
さらに図４を参照して、図４では、図３と同じ要素が、同じ参照符号表示を有するものとして提供され、送信機２２の機能の概要として、ＦＭＣＷレーダは、所定の形式で経時的に変化する周波数を有する信号５０を送信する。送信信号５０は、一般に、ＶＣＯ制御信号またはランプ信号８６を電圧制御発振器（ＶＣＯ）９２に供給することによって提供される。ランプ信号８６に応答して、ＶＣＯ９２はチャープ信号８８を生成する。
ＲＦ信号の送信時間の尺度は、受信された信号５４の周波数を、送信信号のサンプル５８の周波数と比較することによって決定することができる。したがって、そのレンジの決定は、送信信号のサンプル５８の周波数と戻り（反射）信号５４の周波数との間のビート周波数を計測することによって提供され、このビート周波数は、ランプ信号８６の傾きに戻り信号の時間遅延を乗算したものに等しい。計測された周波数は、さらに、ターゲットとレーダシステムとの相対速度によるドップラ周波数も含む。計測された周波数のシフトに対するこれら２つの寄与を分離して識別することを可能にするために、送信信号５０の経時変化する（時変）周波数が、直線的なランプ信号およびそれに続くＣＷ信号または逆の傾きを有するランプのいずれかの形で制御信号８６をＶＣＯ９２に提供することによって達成される。
一実施の形態によると、ＶＣＯ制御信号８６は、デジタル回路機構およびデジタル技法で生成される。別の実施の形態では、ランプ信号８６は、ＤＳＰ３０およびデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）７０によって生成される。検出ゾーンの特性を適切に選択することによって、チャープ信号８８の正確な直線性は必要でないということが本発明に従って判断されているので、ＤＳＰ３０およびＤＡＣ７０を使用してランプ信号８６を生成することは、ＳＯＤシステム１０において可能である。なお、この検出ゾーンの特性には、検出ゾーンのサイズ、形状、および分解能が含まれるが、これらに限定されるものではない。このことは、近いレンジでは、送信波形および受信波形の非直線性の間に存在する相関の結果である。この配置によると、いくつかの利点およびさらに別の本発明の特徴の実施を容易にする送信信号５０の周波数を正確かつ簡単に制御することができる。
一例として、類似の隣接したレーダシステム間での干渉を低減するために、ランプ信号８６の連続したランプの１つまたは２つ以上の特性がランダムに変更される。別の例として、ランプ信号８６を適切に調整することによって、温度補償が実施される。さらに、ＳＯＤＳ１０に対する変更は、それ以外にハードウェアの変更または調整を必要とすることになるが、ソフトウェアを単にＤＳＰ３０にダウンロードすることによって行うことができる。例えば、ＳＯＤが異なる動作周波数要件を有する異なる国で使用される場合に望ましいように、ＳＯＤシステム１０が動作する周波数帯域を容易に変更することができる。
ＳＯＤＳ１０の電子機器部分２８は、ＤＳＰ３０と、電源装置３２と、コネクタ１５４とを有する。コネクタ１５４を通じて、信号バス４２はＳＯＤＳ１０と車両プロセッサ（図１）との間に接続される。デジタルインタフェース３６は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）送信機（ＸＣＶＲ）１５０の形式で提供される。このＣＡＮ ＸＣＶＲ１５０は、ＣＡＮマイクロコントローラ８０を介してＤＳＰ３０に接続される。ＣＡＮコントローラ８０には、システムクロックが接続されて、周波数が安定にされる。一実施の形態では、システムクロックは、水晶制御発振器として提供される。アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器６８は、ビデオ増幅器６４の出力を受け取り、その信号をデジタル形式に変換して検出処理用のＤＳＰ３０に接続する。一実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器６８は１２ビットＡ／Ｄ変換器として提供される。しかしながら、当業者には、特定の用途に十分な分解能を有するものなら、どのＡ／Ｄ変換器も使用できることが理解されよう。デジタル信号バス１５８は、アンテナスイッチドライバ回路１０３に接続される。次に、このアンテナスイッチドライバ回路１０３は、制御信号を提供してマイクロ波スイッチを駆動するために、マイクロ波スイッチ９９、１０１を制御する。次に、このマイクロ波スイッチ９９、１０１はアンテナステアリングを制御する。また、ソフトウェア命令、すなわちコードおよびデータが記憶されるフラッシュメモリ１５６も、ＳＯＤＳ１０の電子機器部分２８に設けられる。
ＤＳＰ３０は遮断検出プロセッサ１３を含む。遮断検出プロセッサ１３は、Ａ／Ｄ変換器６８が提供するデジタルサンプルの高速フーリエ変換によって生成された複数のデジタル信号サンプルを受け取るように接続される。遮断検出プロセッサ１３が受け取った複数のデジタル信号サンプルは、受信機２４が検知したさまざまな周波数レンジ（すなわち、周波数ビン）を表す。遮断検出プロセッサ１３が、ゼロドップラ周波数ビン（zero Doppler frequency bin）（例えば、漏洩信号）に現れる周波数レンジに応答することに留意することは重要である。ゼロドップラビンは、ＳＯＤＳ１０の物理表面とＳＯＤＳ１０からの所定の距離との間に規定される。ＳＯＤＳ１０から送信された信号を遮断する物体または物質１２（図１）が存在する結果、漏洩信号は、受信アンテナ１６による受信時に、異常に高い信号レベルまたは異常に低い信号レベルを有することになる（遮断信号には、漏洩信号が加算的または減算的に合計される）。この漏洩信号は、上述したように、ゼロドップラ周波数ビンに現れる。例えば、ゼロドップラ周波数ビンの遠位境界を画定する所定の距離は、約１００センチメートル（ｃｍ）に等しいとすることができる。
遮断検出プロセッサ１３は、さらに、入力線１３ａを介した車両速度情報と、入力線１３ｂを介したＳＯＤＳ１０のセンサ温度情報と、入力線１３ｃを介したパターン認識情報とを受け取るように適合される。車両速度情報は、車両プロセッサ（図１）から得ることができ、ＳＯＤＳ１０を搭載した自動車２の相対速度に関係した情報を含むことができる。車両速度情報を、遮断検出プロセッサが受け取った他の情報と共に処理して、遮断物体または遮断物質１２がＳＯＤＳ１０に対して移動しているのか、それとも静止しているのかを判断することができる。
ＳＯＤＳ１０の温度情報は、ＳＯＤＳ１０に配置された温度センサ９８から得ることができ、ＳＯＤＳ１０の近傍または表面の温度だけでなく湿度に関係した情報も含むことができる。ＳＯＤＳ１０の温度情報は、遮断検出プロセッサ１３が、曲線Ａ〜Ｆ（図５）の信号強度レベル等のシステムパラメータを調整して、ＳＯＤＳ１０の較正に対する温度効果を補償するのに使用することができる。
パターン認識情報（例えば、係数の形式で）は、第１のルックアップテーブル（参照表）から得ることができる。この第１の参照表は、事前に生成され、揮発性メモリデバイス３０４等の、ＤＳＰ３０に関連付けられたメモリに記憶される。遮断検出プロセッサは、検知された漏洩信号と共にパターン認識情報の属性を処理して、ＳＯＤＳ１０の遮断状況が存在するかどうかを判断することができる。これについては、以下で詳細に説明する。遮断検出プロセッサ１３が、遮断状況が存在すると判断すると、遮断検出フラグが生成され、出力線１３ｄを介して検出報告マトリクス（図７）に伝達される。
さらに図５を参照すると、パターン認識情報は、遮断検出プロセッサ１３が、ＳＯＤＳ１０の遮断状況が存在するかどうかを検出するのに使用される。パターン認識情報は、複数の曲線を規定する情報を含むことができる。この複数の曲線は、異なる物体および／または物質１２に関連付けられた異なる検知された漏洩信号を表すものである。また、この異なる物体および／または物質１２は、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を引き起こすものである。例えば、第１の組のパターン認識情報は、雪がＳＯＤＳ１０の送信面および／または受信面を遮断した時に生じる漏洩信号応答に対応する第１の曲線「Ａ」を規定する。別の例では、第２の組のパターン認識情報が、埃がＳＯＤＳ１０の送信面および／または受信面を遮断した時に生じる漏洩信号応答に対応する第２の曲線「Ｂ」を規定する。さらに別の例では、第３の組のパターン認識情報が、雪および埃の組み合わさったものがＳＯＤＳ１０の送信面および／または受信面を遮断した時に生じる、検知された漏洩信号応答に対応する第３の曲線「Ｃ」を規定する。他の組のパターン認識情報は、複数の個々の物体および／もしくは物質１２または複数の物体および／もしくは物質１２の組み合わさったものに関連付けられた漏洩信号応答に対応する複数の異なる曲線を規定することができる。これらの物体および／または物質１２には、氷、泥、および塩が含まれるが、これらに限定されるものではない。
第１の参照表は、さらに、他のパラメータを含むこともできる。これら他のパラメータは、遮断検出プロセッサ１３が、ＳＯＤＳ１０の遮断状況が存在するかどうかを検出するのに使用される。より正確には、第１の参照表は、さらに、パターン認識情報の基準セットを含むことができる。この基準セットは、ＳＯＤＳ１０を遮断する物体および／または物質が存在しない場合に関連付けられた、検知された漏洩信号の基準を表す基準曲線「Ｄ」を規定するものである。換言すると、基準曲線Ｄは、ＳＯＤＳ１０の遮断状況が存在しない場合に予測される、検知された漏洩信号に関連付けられたものである。検知された漏洩信号の基準は、例えば、所定の期間にわたって検知された漏洩信号の平均の信号レベルを求めることから得ることができる。曲線「Ｅ」は、受信機に実時間（リアルタイム）で与えられた実際の検知された漏洩信号を表す。
さらに、第１の参照表は、遮断しきい値曲線を表す曲線「Ｆ」を規定する１組のパターン認識情報を含むこともできる。遮断検出プロセッサが、検知された漏洩信号が遮断しきい値曲線を超えるか、または、遮断しきい値曲線よりも下回ると判断すると、ＳＯＤＳの遮断状況が宣言される。例えば、遮断しきい値曲線Ｆの所定のしきい値レベルは、予測された漏洩信号レベルの上下約２デシベル（ｄｂ）程度とすることができる。もちろん、当業者には、他のしきい値レベルを使用できることが理解されよう。使用される特定のしきい値レベルは、さまざまな因子に従って選択することができる。このさまざまな因子には、受信機の感度、送信機の電力、送受信アンテナの効率等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
曲線「Ｇ」は、ＳＯＤＳ１０の遮断状況に起因する例示の漏洩信号を表す。曲線Ｇは、遮断しきい値曲線Ｆと交差せず（後述）、したがって、ＳＯＤＳ１０の遮断検出が宣言されることにならないことに留意することは重要である。それにもかかわらず、本発明によると、曲線Ｇの特性を曲線Ａ〜Ｄの少なくとも１つの特性とほぼ一致させることによって、ＳＯＤＳ１０の遮断検出を検出して宣言することができる。
さらに図６を参照すると、図６は、漏洩ノイズ曲線Ｅおよび遮断しきい値曲線Ｆを示している。これらの曲線ＥおよびＦは共に、図５に示すものと類似している。しかしながら、このグラフでは、図５の曲線Ｇの信号レベルが、曲線ＧＧによって表すように増加している。この曲線ＧＧは、遮断しきい値曲線Ｆが形成するしきい値と交差する。この例では、「Ｈ」および「Ｉ」の垂直の漸近線によって画定された遮断レンジ内で、曲線ＧＧが遮断しきい値曲線「Ｆ」を超えるので、ＳＯＤＳ１０の遮断状況が検出されて宣言される。
図７を参照すると、例示の検出報告マトリクス１３ｅが示されている。この例示の検出報告マトリクス１３ｅは、メジャーサイクル（major cycle）に対応する複数の行と、マイナサイクル（minor cycle）に対応する複数の列とに配列された複数の値を含む。具体的には、メジャーサイクルは、複数のアンテナビームの単一の完全な掃引またはサイクルによって規定され、この掃引またはサイクルの複数のアンテナビームの寸法が、視野または検出ゾーン１４を画定する。さらに、マイナサイクルは、各メジャーサイクルの複数のアンテナビームに含まれる各アンテナビームによって規定される。例えば、例示の実施の形態で説明すると、図２に関して上述したようなアンテナビームａ〜ｇの単一の完全な掃引またはサイクルによってメジャーサイクルを規定することができる。したがって、この例示の実施の形態の検出報告マトリクス１３ｅは、３つのメジャーサイクルに対応する３行と、７つのマイナサイクル（例えば、７つのビームａ〜ｇのそれぞれについて１つのマイナサイクル）に対応する７列とを含む。
検出報告マトリクス１３ｅの各エントリの値は、出力線１３ｄを介して受け取った遮断検出プロセッサ１３（図４）の出力を表す。「Ｔ」（真）値は、上述したように、遮断検出プロセッサ１３が出力線１３ｄを介して遮断検出フラグをアサートしたことを示す。「Ｒ」（レンジ）値は、各「Ｔ」値に関連付けられるものであり、物体または物質１２へのレンジを示す。この物体または物質１２によって、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を表す遮断検出フラグがアサートされることになる。「Ｆ」（偽）値は、遮断検出フラグが出力線１３ｄを介して遮断検出プロセッサ１３によりアサートされていないことを示す。
一実施の形態では、検出報告マトリクス１３ｅの各アドレス位置（行および列）を「Ｆ」値で初期化するかまたは最初にポピュレート（占有）することができる。ＳＯＤＳ１０の遮断状況が検出された場合、上述したように、事前にポピュレートされた「Ｆ」値を「Ｔ」および「Ｒ」値で置き換えるかまたは上書きすることができる。
例示の検出報告マトリクス１３ｅでは、メジャーサイクル１は、マイナサイクル１ないし５のＳＯＤＳ１０の遮断状況の検出（遮断検出プロセッサ１３がアサートした検出フラグ）を含む。マイナサイクル１ないし５は、ビームａ〜ｅに関連付けられたものである。この遮断状況は、上記で規定したように、マイナサイクル１ないし５のそれぞれにおいて値Ｔ、Ｒで表される。さらに、メジャーサイクル１では、ビームｆおよびｇに関連付けられたマイナサイクル６および７が、ＳＯＤＳ１０の遮断状況の検出を含んでいなかった（検出フラグが遮断検出プロセッサ１３によってアサートされていない）。この遮断状況が存在しないことは、上記で規定したように、マイナサイクル６および７のそれぞれにおいて値Ｆで表される。メジャーサイクル２およびメジャーサイクル３は、遮断検出プロセッサ１３によって検出された通りに、かつ、検出報告マトリクス１３ｅにポピュレートされた通りに、検出された同様の遮断（Ｔ）、レンジ（Ｒ）、および遮断が存在しないこと（Ｆ）を有する。
上述した値を検出報告マトリクス１３ｅにポピュレートした後、遮断検出プロセッサ１３は、値Ｔ、Ｒの所定の繰り返しパターンを解析して、ＳＯＤＳの遮断状況が存在するかどうかを結論付けることができる。その後、ＳＯＤＳの遮断状況が実際に存在すると判断されると、自動車２のユーザは、警報ライトまたは可聴警報や、他の何らかの動作を取るのに使用できる情報等の警報メッセージの通知を受けることができる。
警報を発する前に、値Ｔ、Ｒの所定の繰り返しパターンが検出報告マトリクス１３ｅに存在することを要件とすることによって、偽警報が自動車２のユーザに発せられることが大幅に低減される。一実施の形態では、遮断検出プロセッサによって検出報告マトリクスにポピュレートされる値Ｔ、Ｒの所定の繰り返しパターンは、値Ｔ、Ｒが、或るメジャーサイクルの少なくとも５つの連続したマイナサイクルで検出報告マトリクス１３ｅにポピュレートされることを検出すること、および、このパターンが少なくとも２つの連続したメジャーサイクルで繰り返されることを検出することを含む。例えば、検出報告マトリクス１３ｅの四角で囲まれた領域１３ｅ１に示すように、値Ｔ、Ｒが、５つの連続したマイナサイクルで検出報告マトリクス１３ｅにポピュレートされ、かつ、このパターンが２つの連続したメジャーサイクルにわたって繰り返されると、ＳＯＤＳ１０の遮断状況が検出され、その後、自動車２のユーザに警報を発することができる。
上述した検出報告マトリクスは３行７列を示すが、行数および列数の双方とも、上述したような遮断状況の解析に望ましいかまたは必要とされるデータ量に応じて拡張できることを理解すべきである。
さらに図８を参照すると、ＳＯＤＳ１０の遮断状況の各検出（Ｔ）に関連付けられた複数のレンジ値Ｒは、送信機面および／または受信機面と、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を引き起こす原因となる物体または物質１２との間の実際のレンジまたは距離に対応する数値を含む。例えば、メジャーサイクル１およびマイナサイクル１で検出報告マトリクスに配置されたＲの数値を「Ｘ１」として定義することができる。さらに、メジャーサイクル２およびマイナサイクル２で検出報告マトリクスに配置されたＲの数値を「Ｘ２」として定義することができる。この例では、値Ｔ、Ｒの上述した所定の繰り返しパターンが満たされるので、ＳＯＤＳの遮断状況が決定される。しかしながら、自動車２のユーザに警報を与える前に、遮断検出プロセッサ１３は、方程式Ｘ２＝Ｘ１＋（ＶＲ）（ｔ）に従ってＸ１およびＸ２の数値を解析して、値ＶＲの値が増加しているかどうかを判断する。ここで、（ＶＲ）は、ターゲットがＳＯＤＳセンサから半径方向に離れていく速度であり、（ｔ）は時間である。ＶＲの値が、遮断検出プロセッサ１３によって増加していると判断され、かつ、所定のしきい値を超えている場合には、ＳＯＤＳ１０の現在の遮断状況が取り消される。ＶＲの値が所定のしきい値を超えていることに応じてＳＯＤＳ１０の遮断状況を取り消すことは、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を引き起こした物体または物質１２へのレンジまたは距離が、ＳＯＤＳ１０を搭載した自動車２に対して離れていることを示す。値ＶＲの上述した解析は、さらに、偽警報が遮断検出プロセッサ１３によって自動車２のユーザに伝達されることも最小にし、移動しているターゲットと静止しているターゲットとを弁別するドップラ能力を提供する。
図９を参照すると、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を検出するプロセスの一実施の形態が、フローチャート２００によって例示されている。ＳＯＤＳ１０の遮断状況を検出するプロセスは、図４に関して上述したように、ＤＳＰ３０に配置された遮断検出プロセッサ１３が実行することができる。
このプロセスはステップ２０２で開始する。ステップ２０２において、メジャーサイクルの掃引周波数がＳＯＤＳ１０で初期化され、最初の複数のメジャーサイクルが開始される。ステップ２０５において、各メジャーサイクルに含まれるビーム数またはマイナサイクル数も、ＳＯＤＳ１０で初期化され、最初の複数のマイナサイクルが開始される。さらに、視野または検出ゾーン１４を画定するビームまたはマイナサイクルの寸法も、ＳＯＤＳ１０で初期化される。例えば、ＳＯＤＳ１０は、５０ミリ秒のメジャーサイクルおよび１ミリ秒のマイナサイクルに基づく約２０ＫＨｚのメジャーサイクル掃引周波数を有するように初期化することができ、各メジャーサイクルに含まれるビーム数またはマイナサイクル数は、例えば図２のビームａ〜ｇ等の７つになるように初期化することができる。さらに、視野または検出ゾーン１４を画定するビームまたはマイナサイクルの寸法も、ビーム幅が約１５度〜約２０度になるように初期化され、アジマス角度または掃引角度が約１５０度になるように初期化される。
ステップ２１０において、遮断検出しきい値および遮断レンジがＳＯＤＳ１０に設定される。遮断検出しきい値は、図５および図６に関して上述したように、曲線Ｆと類似の特性を有することができる。遮断レンジは、図５および図６に示すような垂直の漸近線「Ｈ」および「Ｉ」によって仕切られた領域として画定することができる。垂直の漸近線「Ｈ」は、ＳＯＤＳ１０のほぼ表面に配置され、遮断ゼロレンジ（例えば、最小周波数ビン）を表す。垂直の漸近線「Ｉ」は、ＳＯＤＳ１０の表面から所定の距離に配置され、遮断最大レンジ（例えば、最大周波数ビン）を表す。
ステップ２１５において、複数のデジタル信号サンプルがＦＦＴを介して処理され、さまざまな周波数レンジ（すなわち、周波数ビン）内の漏洩信号の内容が決定される。これら複数のデジタル信号サンプルは、マイナサイクル（例えば、図２のビームａ〜ｇ）のそれぞれに関連付けられた周波数ビンのそれぞれをサンプリングすることによって提供されるデータサンプルに対応する。この処理は、例えば、図４に関して上述したＦＦＴプロセッサ３０ａによって行うことができる。ＦＦＴプロセッサ３０ａの出力は、遮断検出プロセッサ１３への入力だけでなく、デジタル信号プロセッサ３０の残りの部分への入力としても機能することができる。
ステップ２２０において、ＳＯＤＳ１０の遮断状況の識別、および、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を引き起こした物体、物質、またはターゲットへの対応するレンジが、漏洩信号を解析することによって決定される。一実施の形態では、ターゲットは、漏洩信号レベルを、記憶された漏洩信号レベルパターン（例えば、図５に関して上述したようなパターン認識情報に対応する曲線Ａ〜Ｃ）と比較することによって識別される。この例では、計測された漏洩信号（例えば、信号レベル）の特性が、曲線Ａ〜Ｃのいずれか１つとほぼ一致すると、システムは、遮断が検出されたことを表示する（例えば、遮断検出プロセッサ１３が出力線１３ｄを介して信号を供給する）。一実施の形態では、この表示は、ＳＯＤＳ１０の遮断状況の存在を示す検出フラグ（Ｔ）として提供することができ、（Ｔ）値は、上述したように、検出報告マトリクス１３ｅにポピュレートされる。
さらに、ターゲットおよび対応するレンジも、漏洩信号を曲線Ｆ＆ＦＦと比較することによって識別することができる。曲線Ｆ＆ＦＦは、図５および図６に関して上述したように、所定の遮断しきい値に対応する。この例では、漏洩信号（例えば、信号レベル）が曲線Ｆ（図５）の所定の遮断しきい値または所定の遮断しきい値曲線ＦＦ（図６）を超えると、遮断検出フラグ（Ｔ）値が、遮断検出プロセッサ１３によって提供され、検出報告マトリクス１３ｅにポピュレートされる。
ステップ２２５において、図５をさらに参照して、ＳＯＤＳ１０の遮断状況が遮断レンジの「内部」で検出されるかどうかについての判断がなされる。この遮断レンジは、「Ｈ」および「Ｉ」の垂直の漸近線の間に位置する領域として上記で画定されるものである。漏洩信号「Ｅ」をパターン認識情報曲線「Ａ〜Ｃ」と比較して、漏洩信号の特性がパターン認識情報曲線「Ａ〜Ｃ」のいずれか１つとほぼ一致するかどうかを判断することによって、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を遮断レンジの「内部」で検出することができる。漏洩信号「Ｅ」とパターン認識情報曲線「Ａ〜Ｃ」のいずれか１つとの間で、ほぼ一致することが検出されると、ＳＯＤＳ１０の予備的な遮断状況がステップ２２７において宣言される。
例えば、曲線「Ｇ」はパターン認識情報曲線「Ｂ」の特性とほぼ一致することができ、この曲線「Ｂ」は、埃がＳＯＤＳ１０の遮断状況を実質的に引き起こす場合に予測される曲線であるので、曲線「Ｇ」は、ＳＯＳＤが埃によって部分的に遮断された場合の漏洩信号を表すことができる。その結果、ＳＯＤＳ１０の予備的な遮断状況が、ステップ２２７において宣言される。ＳＯＤＳ１０のこの遮断状況（例えば、埃）は、漏洩信号を表す曲線「Ｇ」が遮断しきい値曲線「Ｆ」を超えない場合であっても検出されるということに留意することは重要である。
同様に、図６をさらに参照して、漏洩信号「ＧＧ」（例えば、信号レベル）を遮断しきい値曲線「Ｆ」と比較することによっても、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を遮断レンジの「内部」で検出することができる。漏洩信号「ＧＧ」が、遮断しきい値曲線「Ｆ」を超えるか、または、遮断曲線「ＦＦ」を下回ると判断されると、ＳＯＤＳ１０の予備的な遮断状況がステップ２２７において宣言される。
さらに、ステップ２２５において、ＳＯＤＳ１０の遮断状況が、上述したような遮断レンジの「内部」で検出されない場合には、上述した繰り返しで使用されたビームａ〜ｇとは異なる別のマイナサイクルまたは別のビームａ〜ｇを使用して、上述したステップ２０５〜２２０が繰り返される。ステップ２２５において、ＳＯＤＳの遮断状況が、上述したような遮断レンジの「内部」に位置すると判断されると、ステップ２３０において、ターゲットが遮断レンジの外部に存在するかどうかについてさらに判断がなされる。
１つまたは２つ以上の漏洩信号「Ｄ」、「Ｅ」、もしくは「Ｆ」（図５）、または、漏洩信号「ＧＧ」（図６）をそれらの対応する遮断しきい値曲線（または複数の遮断しきい値曲線）「Ｆ」のそれぞれと比較することによって、ステップ２３０において、１つまたは２つ以上のターゲットを遮断レンジの外部で検出することができる。漏洩信号「Ｄ」、「Ｅ」、または「Ｆ」のいずれか１つが、遮断レンジの外部の領域で遮断しきい値曲線「Ｆ」を超えると判断されると、ターゲットが遮断レンジの外部で検出されたものとして宣言される。その結果、ステップ２３１において、ステップ２２７で宣言されたＳＯＤＳ１０の予備的な遮断状況がクリアされ、上述したステップ２０５〜２３０が繰り返される。
ＳＯＤＳ１０の予備的な遮断状況がステップ２３１においてクリアされることを理解することが重要である。その理由は、ＳＯＤＳ１０が、例えば埃によって実際に遮断されていたとすると、遮断レンジの外部のターゲットを検出できないからである。ステップ２３１において、ターゲットが遮断レンジの外部で検出されるので、ＳＯＤＳ１０は実質的に遮断されていない。ステップ２３０で行われるような、遮断レンジの外部のターゲットを判断することによって、偽（Ｔ）値が検出報告マトリクス１３ｅにポピュレートされることが大幅に低減される。さらに、偽（Ｔ）値が検出報告マトリクス１３ｅにポピュレートされる個数を低減することによって、偽警報が自動車２のユーザに発行されることも低減される。
さらに、ターゲットが、ステップ２３０において、遮断レンジの外部で検出されない場合には、ＳＯＤＳ１０の予備的な遮断状況が、ステップ２３２において、ＳＯＤＳ１０の遮断状況として確認される。その結果、ステップ２３５において、検出報告マトリクス１３ｅ（図７）は、（Ｔ，Ｒ）値でポピュレートされる。これらの（Ｔ，Ｒ）値は、それぞれ、ＳＯＤＳ１０の遮断状況が検出されたこと、および、判断された遮断状況を引き起こした物体への対応するレンジを示すものである。
その後、ステップ２４５において、ビームａ〜ｇ（図２）によって表されるマイナサイクルのすべてが各メジャーサイクルについて処理されたかどうかについての判断がなされる。マイナサイクルのいずれかが処理されていないと判断された場合には、ビームａ〜ｇ（図２）によって表されるマイナサイクルのすべてが各メジャーサイクルについて処理されたとステップ２４５で判断されるまで、上述したステップ２０５〜２３５が繰り返される。
ステップ２５０において、検出報告マトリクス１３ｅの各行を規定する各メジャーサイクルが評価される。検出報告マトリクス１３ｅの評価中に、ステップ２５５において、各メジャーサイクルの少なくとも「Ｎ」個の連続したビーム（例えば、マイナサイクル）が、遮断レンジ内のＳＯＤＳ１０の遮断状況を表す（Ｔ，Ｒ）値を含むかどうかについての判断がなされる。一実施の形態では、Ｎ個の連続したビームは、５個の連続したビームとして定義することができる。ステップ２５５において、各メジャーサイクルの（Ｔ，Ｒ）値を含む連続したビームがＮ個よりも少ないと判断されると、この方法はステップ２６０で終了する。その理由は、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を結論付けることができないからである。検出報告マトリクス１３ｅの各メジャーサイクルのＮ個の連続したビームが（Ｔ，Ｒ）値を含むと判断されると、ステップ２６５において、別のメジャーサイクルを開始するかどうかについてさらに判断がなされる。別のメジャーサイクルの開始によって、上述したステップ２０２〜２５５が繰り返されることになり、別の行の値（例えば、Ｔ，Ｒ）を検出報告マトリクスに追加することができる。
ステップ２６５において、別のメジャーサイクルを開始しないと判断されると、ステップ２７０において、検出報告マトリクス１３ｅの列がさらに評価される。具体的には、列は、それぞれ、「Ｒ」値がＳＯＤＳ１０の遮断状況を引き起こした物体または物質へのレンジを表す複数の（Ｔ，Ｒ）値を含む。検出報告マトリクス１３ｅの列のそれぞれに含まれるこれらの「Ｒ」値を互いに比較して、それらの値が互いに関してほぼ同等であるかどうかを判断することができる。同等であるということは、物体または物質へのレンジが一定である（例えば、物体または物質が静止している）ことを示す。さらに、「Ｒ」値を比較して、各「Ｒ」値間の大きさにかなりの差異が存在するかどうかも判断することができる。かなりの差異が存在するということは、物体または物質へのレンジが可変である（例えば、物体または物質が移動している）ことを示す。
ステップ２７５において、検出報告マトリクス１３ｅの少なくとも５つの列に位置する「Ｒ」値の少なくとも「Ｍ」個が、ほぼ同じ状態であると判断されると、ＳＯＤＳ１０の遮断状況がステップ２８５で宣言され、この方法はステップ２６０で終了する。一実施の形態では、Ｍ個の「Ｒ」値は、５個の連続したレンジ値として定義することができる。
他方、検出報告マトリクス１３ｅの少なくとも５つの列に位置する「Ｒ」値の少なくとも「Ｍ」個よりも少ないものがほぼ同じ状態にない場合には、この方法は、ＳＯＤＳ１０の遮断状況を宣言することなく、ステップ２６０で終了する。「Ｒ」レンジ値が、後続のメジャーサイクル中で変化しているか、または、ほぼ同じ状態にない場合、この状況は、検出されたターゲットまたは遮断がＳＯＤＳ１０に対して移動していることを示しているので、ＳＯＤＳ１０の遮断状況は宣言されない。その結果、上述したように、検出された物体または物質が移動していることの表示によって、ＳＯＤＳ１０の遮断状況の宣言は、結論付けることができないものとされる。したがって、上述したように、この状況では、ＳＯＤＳ１０の遮断状況は宣言されない。
以下では、ＳＯＤＳ１０の残りのコンポーネントについて、図４を再び参照してさらに説明する。揮発性メモリデバイス３０４は、ランダムアクセスメモリデバイス（ＲＡＭ）を含むことができ、第２の参照表を記憶することができる。この第２の参照表は、１組のＤＳＰ出力信号、すなわち、各ＤＳＰ出力信号によって生成された送信信号５０の周波数に関連した１組のＤＳＰ出力ワードを含む。このデータは、システムの初期ブートアップ中にフラッシュメモリ１５６から揮発性メモリデバイス３０４に転送される。このデータは、本明細書で説明したような温度効果のために、その時々において補正することができる。
ＤＳＰ３０は、デジタルランプ出力信号、すなわちデジタルランプ出力ワードをＤＡＣ７０に提供する。ＤＡＣ７０は、これらランプワードを各アナログ信号に変換する。アナログ平滑回路７６は、ステップ状のＤＡＣ出力を平滑にして、ランプ制御信号８６をＶＣＯ９２に提供するために、ＤＡＣ７０の出力に接続される。例示の実施の形態では、ＶＣＯ９２は、カリフォルニア州サンディエゴのＺ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ社が提供するＳＭＶ２４８８デバイスであり、ＶＣＯ出力信号８８は、２．３１ＧＨｚから２．５４ＧＨｚのレンジの周波数を有する。
アップコンバータ回路９０は、ＶＣＯ出力信号８８をより高い周波数にアップコンバートする。この高い周波数は、送信機２２を介した送信に望ましいものとすることができる。特に、信号８８は、２４．０１ＧＨｚから２４．２４ＧＨｚの間の周波数にアップコンバートされる。アップコンバータ９０は、５０オーム負荷１３６、増幅器１３８、誘電体共振器（ＤＲ）１４０、およびミキサ１４２を含む。増幅器１３８、誘電体共振器（ＤＲ）、および伝送線路１４４、１４６は、発振器回路を形成する。この発振器回路では、ＤＲ１４０が、ミキサ１４２に接続する発振器信号を生成するために、ＤＲ１４０の通過帯域内においてＤＲ１４０の基本周波数でエネルギーを伝送線路１４４から伝送線路１４６へ接続する。例示の実施の形態では、伝送線路１４４の発振器信号は、２１．７ＧＨｚの公称周波数を有する。ミキサ１４２の出力は、帯域通過フィルタ９６によってフィルタリングされ、増幅器９４によって増幅される。増幅器９４からの出力信号の一部は、カプラ９５を介して接続されて送信信号５０を提供する。送信信号５０は、増幅器７８によってさらに増幅されて、送信機アンテナ１８によって送信される。増幅器９４からの出力信号の別の部分は、受信信号経路におけるミキサ６０の局所発振器（ＬＯ）入力ポートに供給されるＬＯ信号５８に対応する。
スイッチ回路９９、１０１は、バトラマトリクスを通じて送信アンテナ１６および受信アンテナ１８に接続される。アンテナ１８、１６およびスイッチ回路９９、１０１、ならびにバトラマトリクスは、２００１年８月１６日に出願され、出願番号第０９／９３２，５７４号が割り当てられた発明の名称が「Switched Beam Antenna Architecture」という米国特許出願に記載されたタイプのものとすることができる。この米国特許出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、参照により本明細書に援用される。ここでは、スイッチ回路９９、１０１およびバトラマトリクスは、スイッチングされるアンテナビームを有するアンテナに、ＳＯＤＳ１０のターゲットを検出する能力を高めるアンテナビーム特性を提供するように動作すると言えば十分であろう。
受信された信号５４は、図示するように、ＲＦ低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）５２、帯域通過フィルタ５６、および別のＬＮＡ６２によって処理される。ＲＦ増幅器６２の出力信号は、ミキサ６０によってダウンコンバートされる。ミキサ６０は、図示するように、送信機から接続された局所発振器信号５８を受け取る。増幅器６２および局所発振器信号５８からのＲＦ信号用の例示の周波数は、約２４ＧＨｚ程度である。図示した受信機２４は、直接変換ホモダイン受信機であるが、他の受信機トポロジーをＳＯＤＳ１０に使用することもできる。
ビデオ増幅器６４は、ダウンコンバートされた信号を増幅してフィルタリングする。ダウンコンバートされた信号は、例示の実施の形態では、１ＫＨｚと４０ＫＨｚとの間の周波数を有する。２００１年８月１６日に出願された発明の名称が「Video Amplifier for Radar Receiver」という出願番号第０９／９３０，８６７号が割り当てられた同時係属中の米国特許出願に記載されたように、ビデオ増幅器６４は、温度補償と、漏洩信号のフィルタリングと、周波数に基づく感度制御とを含む特徴を組み込むことができる。この米国特許出願は、本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に援用される。
Ａ／Ｄ変換器６８は、ビデオ増幅器６４のアナログ出力をさらに処理するためにデジタル信号サンプルに変換する。特に、デジタル信号サンプルは、さまざまな周波数レンジ（すなわち、周波数ビン）内の戻り信号の内容を決定するために、ＤＳＰ３０内の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）３０ａによって処理される。ＦＦＴ出力は、デジタル信号プロセッサ３０の残りの部分のデータとして機能する。デジタル信号プロセッサ３０の残りの部分では、１つまたは２つ以上のアルゴリズムが視野内の物体を検出するのに実装される。これは、２００１年８月１６日に出願された発明の名称が「RADAR TRANSMITTER CIRCUITRY AND TECHNIQUES」という同一出願人による米国特許出願第０９／９３１，６３６号に記載されている。この米国特許出願は、その内容全体が参照により本明細書に援用される。
ＳＯＤＳ１０は温度補償の特徴を含み、この特徴を用いて、温度により誘発される送信信号の周波数変動が、それに応じてランプ信号８６を調整することにより補償される。この目的のため、送信機２２は、マイクロ波信号検出器７４に接続された誘電体共振器（ＤＲ）７２を含む。マイクロ波検出器７４の出力は、アナログ−デジタル変換器（図示せず）に接続される。このアナログ−デジタル変換器は、ＤＳＰ３０による処理のためにＣＡＮコントローラ８０に含まれる。
動作中、送信信号５０がＤＲの基本共振周波数周辺のレンジ内（すなわち、ＤＲの通過帯域内）の周波数を有する場合にのみ、ＤＲ７２は検出器７４にエネルギーを接続する。例示の実施の形態では、ＤＲ７２は、送信周波数レンジ内の基本周波数と、送信周波数レンジと比較して相対的に狭い通過帯域とを有する。この例示の実施の形態では、ＤＲは、後に明らかになるような十分な周波数検出分解能を提供するために、システムの動作帯域の中央を中心とした約１０ＭＨｚ程度の通過帯域を有するものが提供される。
ＤＲ７２からの出力電力が検出されたことは、ＤＲの所定の基本周波数の送信が行われたことを示す。さらに、所定の周波数の送信は所定のＤＳＰ出力ワードに対応し、この所定のＤＳＰ出力ワードは、参照表で指定されたような「予測された」送信周波数に対応する。
動作中、ＤＳＰ３０が、周波数検出器７２および７４からＣＡＮコントローラ８０を介して、所定の周波数の送信を示す出力信号を受け取ると、ＤＳＰ出力に関連付けられた、予測された周波数が、ＤＳＰ内のソフトウェア比較器８２によって所定の周波数と比較される。正確な周波数測定を行うために、測定される検出時間と要求された周波数とが相関される。予測された周波数と測定された周波数との間に不一致があると、この不一致は、ＤＳＰ出力への調整が必要であることを示している。換言すると、予測された周波数が、対応するＤＳＰ出力に応じて送信されていないので、２つの周波数間の相違は、参照表データを補正する必要があることを示している。
簡単な例として、参照表が、１１１１００００のＤＳＰ出力が２４．２０ＧＨｚの送信周波数に対応することを示し、かつ、ＤＲ７２が２４．２０ＧＨｚの基本周波数を有することを示す場合について考える。このような場合、ＤＲ７２からの出力電力の検出は、２４．２０ＧＨｚが送信されていることを示す。しかしながら、ＤＳＰ出力が１１１１０００１によって与えられる時に検出が行われるものとさらに仮定する。このシナリオは、ＤＳＰ出力ワードを調整する必要があることを示し、具体的には、所望の予測された周波数を送信するために、ＤＳＰ出力ワードを１つだけシフトダウンする必要があることを示す。
送信された周波数と予測された周波数との間の誤差を補償するのにさまざまな技法を使用することができる。一例として、新たなＤＳＰ出力ワードが提供されるたびに、新たな誤差が検出されるまで、誤差（すなわち、送信された周波数と、ＤＲの基本周波数に関連した参照表に記憶されたＤＳＰ出力ワードとの間の相違）の量に等しいオフセットを、そのオフセットの方向に応じて加えるか、または、差し引くことができる。換言すると、後続の各ＤＳＰ出力は、検出された誤差の量だけ単純にシフトされる。温度は、一般に瞬時に変化しないので、この誤差検出および補正は、５０ｍｓごとに１回や１００ｍｓごとに１回等の比較的低い頻度で行うことができる。ＤＳＰ出力ワードを調整し、それによって、送信信号の周波数を調整するために、送信信号５０の周波数を検出してＤＳＰ３０にフィードバックする他の構造および技法を使用できることは当業者には理解されよう。
本発明の好ましい実施の形態を説明してきたが、好ましい実施の形態のコンセプトを組み込んだ他の実施の形態を使用できることが当業者には明らかになるであろう。したがって、これらの実施の形態は、開示した実施の形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の精神およびその範囲によってのみ限定されるべきであると考える。本明細書で引用したすべての刊行物および参考文献は、その内容全体が参照により本明細書に明白に援用される。
各ＳＯＤＳが本発明の原理を有する遮断検出システムを組み込んだ複数のＳＯＤＳを組み込んだ自動車のハイレベル平面図である。 図１の複数のＳＯＤＳの１つの視野のハイレベル平面図である。 図１の複数のＳＯＤＳの１つのハイレベルブロック図である。 図１の複数のＳＯＤＳの１つの詳細ブロック図である。 実際の漏洩信号レベルおよび基準漏洩信号レベルを表す複数の曲線、複数の所定の遮断曲線、ならびに遮断検出しきい値曲線のグラフ表現であって、これらの曲線の１つまたは２つ以上が図４のＳＯＤＳによって使用されて、ＳＯＤＳの遮断状況が存在するかどうかを判断できる、グラフ表現である。 図４のＳＯＤＳの遮断状況が存在する場合の予測された漏洩信号レベルおよび実際の漏洩信号レベルを表す複数の曲線の別の同様のグラフ表現である。 図４のＳＯＤＳによって検出されたターゲットおよびレンジに関連付けられた複数の値を記憶する例示の検出報告マトリックスである。 図４のＳＯＤＳによって実行される例示のレンジ値解析である。 図４のＳＯＤＳにおいて実行可能な例示のプロセスステップを示すフローチャートである。

Claims (10)

  1. 送信アンテナおよび受信アンテナを含むレーダシステムのアンテナ遮断を検出する方法であって、
    （ａ）前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間で通信される第１の漏洩信号を検知し、
    （ｂ）ＦＭＣＷ信号を送信し、異なる物体の遮断による送信信号の漏洩信号をＦＦＴ処理することによって生成される複数の所定パターン認識プロファイルの少なくとも１つと、前記第１の漏洩信号のエネルギーレベルを比較し、
    （ｃ）前記第１の漏洩信号が、前記複数の所定パターン認識プロファイルのいずれか１つの所定の特性と実質上一致するかどうかを判断する、
    ことを含む方法。
  2. （ｄ）前記第１の漏洩信号が、前記複数の所定パターン認識プロファイルのいずれか１つの前記所定の特性と実質上一致することに応答して、第１の値を有する第１の信号を生成し、前記第１の漏洩信号が、前記複数の所定パターン認識プロファイルのいずれの１つの前記所定の特性とも一致しないことに応答して、アンテナ遮断が存在しないことに対応する第２の値を有する第２の信号を生成する、
    ことをさらに含む請求項１に記載の方法。
  3. （ｅ）前記第１の漏洩信号のエネルギーレベルが所定の漏洩信号しきい値レベルからはずれているかどうかを判断し、
    （ｆ）前記第１の漏洩信号が前記所定の漏洩信号しきい値レベルからはずれている場合には、前記第１の信号を生成し、前記第１の漏洩信号が前記漏洩信号しきい値レベルからはずれていない場合には、前記第２の信号を生成する、
    ことをさらに含む請求項２に記載の方法。
  4. （ｅ）前記第１の漏洩信号のエネルギーレベルが所定の漏洩信号しきい値レベルからはずれているかどうかを判断し、
    （ｆ）前記第１の漏洩信号が前記所定の漏洩信号しきい値レベルからはずれている場合には、前記第１の信号を生成し、前記第１の漏洩信号が前記漏洩信号しきい値レベルからはずれていない場合には、前記第２の信号を生成し、
    （ｇ）前記ステップ（ａ）〜（ｆ）を周期的に所定の回数繰り返し、それによって、複数の前記第１の信号および複数の前記第２の信号を生成する、
    ことをさらに含む請求項２に記載の方法。
  5. （ｈ）前記第１の信号の所定の繰り返しパターンが存在するかどうかを判断し、
    （ｉ）前記第１の信号の所定の繰り返しパターンが存在することに応答して、アンテナ遮断検出信号を生成する、
    ことをさらに含む請求項４に記載の方法。
  6. 前記第１の漏洩信号のエネルギーレベルを、複数の所定パターン認識プロファイルの少なくとも１つと比較することは、
    前記第１の漏洩信号のエネルギーレベルを、データベースに事前に記憶された少なくとも１つの基準漏洩信号プロファイルと比較する、ことをさらに含み、
    該基準漏洩信号プロファイルは、アンテナ遮断が存在しない場合に生成される漏洩シグネチャを表す、
    請求項１に記載の方法。
  7. 前記アンテナ遮断検出信号を生成することは、
    前記複数の第１の信号の各々に関連付けられた、アンテナ遮断の存在を表す複数の第１の値を生成し、
    前記複数の第１の信号の各々に関連付けられた、前記アンテナと前記遮断に関連付けられた物体との間の距離を表す複数の距離値を生成する、
    ことをさらに含む請求項５に記載の方法。
  8. 前記第１の信号の所定の繰り返しパターンが存在するかどうかの判断は、
    前記アンテナの相対運動に関連付けられた速度信号を検知し、
    前記複数の距離値が前記速度信号の前記検知中に実質上等しい場合に、前記アンテナ遮断の検出フラグを設定する、
    ことを含む請求項７に記載の方法。
  9. 送信機および受信機を含むセンサの遮断を検出するシステムであって、
    送信アンテナを通じて第１のＲＦ信号を送信する送信アンテナと、
    第２のＲＦ信号であって、前記送信アンテナの視野内の物体からの信号反射を含んだＲＦ信号反射部分と、前記第１のＲＦ信号からのＲＦエネルギーを含んだ漏洩部分と、を含む第２のＲＦ信号を受信する受信アンテナと、
    前記受信機に接続され、前記第２のＲＦ信号の前記漏洩部分を１つまたは２つ以上の所定のパターン認識プロファイルと比較するように配置された遮断検出プロセッサであって、前記パターン認識プロファイルは、ＦＭＣＷ信号を送信し、異なる物体の遮断による送信信号の漏洩信号をＦＦＴ処理することによって生成される、遮断検出プロセッサと、
    を備えたシステム。
  10. 前記第２のＲＦ信号に応答して、前記第２のＲＦ信号のフーリエ変換を計算して、各出力信号が、対応する周波数レンジ内の前記第２のＲＦ信号のエネルギー内容を表す複数の出力信号を提供するデジタル信号プロセッサ、をさらに含み、
    前記複数の出力信号の１つは、ほぼゼロドップラに対応する周波数レンジの前記第２のＲＦ信号のエネルギー内容を表す、
    請求項９に記載のシステム。
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