JP5977972B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、レーダ装置に関する。

従来、周波数変調された連続波の信号を送信し、送信波と反射波との周波数差から物標の距離や相対速度を算出するレーダ装置が知られている。

かかるレーダ装置として、受信した信号を周波数解析した結果得られる周波数ごとのパワー（以下、「周波数スペクトル」と記載する）のピークに基づき、物標を検知するレーダ装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１１−４７８０６号公報

しかしながら、上記した従来技術によると、近距離の物標を検知しにくいという問題があった。

具体的には、周波数スペクトルにおけるピークには、物標に対応するピークに加え、かかるピークの周波数を整数倍した周波数に対応する倍波ピークが含まれる場合がある。この場合、物標との距離が小さくなるほど、各ピークの周波数差が小さくなり、ピーク同士が重なりをもってしまう。

このため、物標が近距離に存在する場合には、物標に対応するピークが倍波ピークに埋もれて検出しにくくなる。なお、かかる問題点は、車両における渋滞追従のように、近距離の物標を対象として追従制御する場合に顕在化しやすい。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、近距離に存在する物標の検知精度を向上させることができるレーダ装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るレーダ装置は、周波数変調された連続的な送信波と該送信波の物標に対する反射波との差分波であるビート信号に基づいて前記物標を検知するレーダ装置であって、生成部と、予測部と、判定部とを備える。生成部は、所定の期間に対応するビート信号から周波数スペクトルを生成する。予測部は、過去の期間に対応する物標の位置情報に基づいて最新の期間における物標に対応するピーク周波数を予測する。判定部は、最新の期間に対応する周波数スペクトルについて、予測部によって予測されたピーク周波数近傍におけるパワーが所定の閾値以上である場合に、ピーク周波数が物標に対応するピークであると判定する。また、位置情報は、物標までの距離、物標に対する相対速度、および、ピーク周波数を予測する優先順位を示す優先度を含み、予測部は、物標が複数ある場合に、優先度が高い順にピーク周波数を予測する。

実施形態の一態様によれば、近距離に存在する物標の検知精度を向上させることができる。

図１は、真の物標ピークと倍波ピークとの関係を示す説明図である。 図２は、本実施形態に係るピーク検出方法の説明図である。 図３は、レーダ装置の構成を示すブロック図である。 図４Ａは、ＦＭ−ＣＷ方式の説明図その１である。 図４Ｂは、ＦＭ−ＣＷ方式の説明図その２である。 図５は、周波数スペクトルの一例を示す図である。 図６は、位置情報の一例を示す図である。 図７は、ＤＮピーク予測値を用いた近距離判定の説明図である。 図８は、レーダ装置によって実行される処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するレーダ装置の実施形態を詳細に説明する。また、以下に示す実施形態では、ミリ波レーダの各種方式のうち、いわゆるＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式を用いた場合について説明することとする。なお、ＦＭ−ＣＷ方式については、図４Ａおよび図４Ｂを用いて後述する。

まず、本実施形態に係るピーク検出方法について、図１および図２を用いて説明する。図１は、真の物標ピークと倍波ピークとの関係を示す説明図であり、図２は、本実施形態に係るピーク検出方法の説明図である。

ここで、図１および図２に示したのは、いわゆる三角波で周波数変調した送信波と、かかる送信波が物標によって反射された反射波とを合成したうえで、周波数解析することによって得られた「周波数スペクトル」の模式グラフである。

また、図１および図２における横軸は「周波数」を、縦軸は「パワー」を、それぞれあらわしている。なお、横軸の「周波数」は、周波数を所定の周波数幅で正規化したものであってもよい。

図１および図２では、説明を簡略化する観点から、対象となる物標が１つである場合について例示している。なお、図１および図２では、倍波ピークのうち、２倍波に相当する倍波ピークのみを示している。

図１に示すように、周波数スペクトル１００ａは、時間「ｔ−１」におけるスペクトルであり、周波数スペクトル１００ｂは、時間「ｔ」におけるスペクトルである。なお、時間「ｔ」と時間「ｔ−１」との差（タイムステップ）は、たとえば、Ｔ（固定値）である。

「Ｆ」は真のピークに対応する周波数であることを、「Ｆ２」は２倍波に対応する周波数であることを、それぞれ示している。また、「ｔ−１」は時間「ｔ−１」のスペクトルに対応することを、「ｔ」は時間「ｔ」のスペクトルに対応することを、それぞれ示している。

図１の周波数スペクトル１００ａに示すように、周波数スペクトル１００ａには、物標に対応する真のピークであるピーク１０１と、真のピークの倍波ピークであるピーク１０２とが含まれている。ピーク１０１の周波数はＦｔ−１であり、ピーク１０２の周波数はＦ２ｔ−１である。

なお、周波数スペクトル１００ａおよび周波数スペクトル１００ｂでは、ピーク１０１のパワーが、ピーク１０２のパワーよりも小さいが、これは、低い周波数のパワーを低減するフィルタを併用した場合の例示であるためであり、各ピークのパワーの大小関係を示唆するものではない。

ピーク１０１に対応する物標が近づくと、周波数スペクトル１００ｂに示したように、各ピークの周波数は、周波数スペクトル１００ａに示した値よりもそれぞれ小さくなる。ここで、倍波ピークは、真のピークよりも速く移動する（周波数が大きく減少する）ので、ピークが重なりあってしまう。

このため、周波数スペクトル１００ｂに示すように、ピーク１０１とピーク１０２とが合成された合成波１０３が観察される結果、真のピーク１０１は合成波１０３に埋もれてしまい、真のピーク１０１の位置（周波数軸上の位置）を求めることが困難となる。すなわち、周波数スペクトル１００ｂから、真のピーク１０１のピーク周波数「Ｆｔ」を求めることが困難となる。

そこで、本実施形態に係るピーク検出方法では、以下に示す手順で、真のピーク１０１のピーク周波数「Ｆｔ」を検出することとした。

図２に示すように、本実施形態に係るピーク検出方法では、時間「ｔ−１」における真のピーク１０１の周波数「Ｆｔ−１」から、時間「ｔ」における真のピーク１０１の周波数「Ｆｔ」を予測する（図２のステップＳ１参照）。なお、周波数予測の詳細については、図６を用いて後述する。

つづいて、時間「ｔ」における合成波１０３について、周波数「Ｆｔ」におけるパワー「Ｐｔ」を（図２の点２０１参照）、所定の閾値「ＴｈＰ」と比較する（図２のステップＳ２参照）。

そして、パワー「Ｐｔ」が、所定の閾値「ＴｈＰ」以上である場合に、時間「ｔ」における真のピーク１０１の周波数が、周波数「Ｆｔ」であるとみなす。すなわち、時間「ｔ」において、周波数が「Ｆｔ」である真のピーク１０１が存在するとみなし、周波数「Ｆｔ」を物標に対応するピーク周波数として取り扱う。

このように、本実施形態に係るピーク検出方法によれば、近距離に存在する物標のピークが、倍波ピークやノイズに埋もれて観察できない場合であっても、上記した「みなし処理」によって物標に対応するピーク周波数を検出することが可能となる。

また、本実施形態に係るピーク検出方法では、予測したピーク周波数をそのまま採用するのではなく、予測したピーク周波数に対応するパワーが所定の閾値以上であることを採用の条件としている。したがって、実際は存在しない物標を誤って物標として検出する事態を回避することができる。つまり、近距離に存在する物標の検知精度を向上させることができる。

なお、本実施形態に係るピーク検出方法では、送信波と反射波との差分波（以下、「ビート信号」と記載する）において、ＵＰビート区間（図４Ａ参照）、ＤＮビート区間（図４Ａ参照）の各区間について個別に上記したピーク検出を行う。この点については、図４Ａおよび図４Ｂを用いて後述する。

次に、本実施形態に係るレーダ装置の構成例について図３を用いて説明する。図３は、レーダ装置１０の構成を示すブロック図である。なお、図３では、説明を簡略化する観点から、レーダ装置１０の一部の構成を示している。

図３に示すように、レーダ装置１０は、送信アンテナ１１と、受信アンテナ１２と、制御部１３と、記憶部１４とを備える。また、制御部１３は、送信部１３ａと、受信部１３ｂと、周波数解析部１３ｃと、ピーク予測部１３ｄと、物標判定部１３ｅと、出力部１３ｆとを備える。そして、記憶部１４は、位置情報１４ａを記憶する。

送信アンテナ１１は、制御部１３の送信部１３ａによって周波数変調された連続波を物標へ向けて送信するアンテナである。送信アンテナ１１と送信部１３ａの間には、送信部１３ａによって生成されたデジタル信号をアナログ信号へ変換する変換器（図示せず）が設けられる。なお、レーダ装置１０が車両に搭載される場合、送信アンテナ１１は、たとえば、車両の前方（進行方向）に向けて設置される。

受信アンテナ１２は、送信アンテナ１１によって送信された送信波が物標によって反射された反射波を受信するアンテナであり、受信した信号を制御部１３の受信部１３ｂへ出力する。なお、レーダ装置１０が車両に搭載される場合、受信アンテナ１２も送信アンテナ１１と同様、たとえば、車両の前方（進行方向）に向けて設置される。

ここで、受信アンテナ１２は、複数のアンテナをアレイ状に接続したいわゆるアレイアンテナとすることができる。この場合、各受信アンテナ１２で受信された信号は、受信部１３ｂにおいて合成される。このように受信アンテナ１２をアレイアンテナとすることで、より確実に物標を捉えることが可能となる。

制御部１３は、レーダ装置１０の全体制御を行う。送信部１３ａは、三角波で周波数変調した送信波信号を生成し、生成した送信波信号を送信アンテナ１１へ出力する。なお、上記したように、送信部１３ａが生成する送信波信号はデジタル信号であり、送信アンテナ１１との間に設けられた図示しない変換器でアナログ信号へ変換され、送信アンテナ１１から送信される。

受信部１３ｂは、受信アンテナ１２によって受信された反射波信号（アナログ信号）と、送信アンテナ１１によって送信された送信波信号（アナログ信号）との差分をとり、かかる差分をデジタル信号へ変換する。そして、変換後のデジタル信号を周波数解析部１３ｃへ渡す。なお、反射波信号と送信波信号との差分は、「ビート信号」と呼ばれる。

ここで、受信部１３ｂが実行する処理について図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、ＦＭ−ＣＷ方式の説明図その１であり、図４Ｂは、ＦＭ−ＣＷ方式の説明図その２である。なお、図４Ａには、送信波および反射波を、図４Ｂには、ビート信号を、それぞれ示している。また、図４Ａおよび図４Ｂの横軸は「時間」を、縦軸は「周波数」を、それぞれあらわしている。

図４Ａに示すように、いわゆる三角波で周波数変調した送信波４０１を物標に向けて送信すると、送信波４０１に対して時間遅れをもった反射波４０２が観察される。ここで、送信波及び受信波が周波数変調された三角波において、送信波及び受信波がＵＰしている区間が「ＵＰビート区間（アップビート区間）」であり、ＤＯＷＮしている区間が「ＤＮビート区間（ダウンビート区間）」である。

図４Ａに示した場合、時間「Ｔａ」から時間「Ｔｂ」までの区間が、ＵＰビート区間に、時間「Ｔｂ」から時間「Ｔｃ」の区間が、ＤＮビート区間にそれぞれ対応する。そして、送信波４０１と反射波４０２との差分の絶対値をとると、図４Ｂに示すビート信号が得られる。

図４Ｂに示すように、ビート信号は、ＵＰビート区間に対応するＵＰビート信号４０３と、ＤＮビート区間に対応するＤＮビート信号４０４とを含む。ここで、検知対象となる物標が１つである場合には、図４Ｂに示すように、ＵＰビート信号４０３を代表する周波数は「Ｆｕ」、ＤＮビート信号４０４を代表する周波数は「Ｆｄ」となる。したがって、これらの周波数を用いて物標までの距離および物標との相対速度を算出することができる。

具体的には、物標までの距離を「Ｘ」、物標との相対速度を「Ｖ」とすると、距離「Ｘ」は、「Ｘ＝ｋ１（Ｆｕ＋Ｆｄ）／２」であらわされ、相対速度「Ｖ」は、「Ｖ＝ｋ２（Ｆｕ−Ｆｄ）／２」であらわされる。なお、「ｋ１」および「ｋ２」は所定の係数である。上記したように、周波数「Ｆｕ」および周波数「Ｆｄ」はビート信号から検出することができるので、距離「Ｘ」および相対速度「Ｖ」を求めることができる。

ところで、図４Ａおよび図４Ｂでは、物標が１つである場合を例示したが、物標が複数存在する場合には、ＵＰビート信号４０３およびＤＮビート信号４０４は、各物標にそれぞれ対応するピーク周波数を合成した合成波として観察されることになる。このため、後述するように、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）などを用いて各ビート信号を周波数解析することで、各物標に対応するピーク周波数を検出することになる。

図３の説明に戻り、制御部１３の説明をつづける。周波数解析部１３ｃは、受信部１３ｂから受け取ったビート信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）することで、周波数スペクトルを生成する。

なお、周波数解析部１３ｃは、ＵＰビート信号４０３（図４Ｂ参照）、ＤＮビート信号４０４（図４Ｂ参照）のそれぞれについて周波数スペクトルを生成する。そして、周波数解析部１３ｃは、生成した各周波数スペクトルをピーク予測部１３ｄへ渡す。

ここで、周波数解析部１３ｃによって生成される周波数スペクトルの一例について図５を用いて説明する。図５は、周波数スペクトルの一例を示す図である。なお、図５における横軸は「周波数」を、縦軸は「パワー」を、それぞれあらわしている。また、図５には、物標ＴＧ１および物標ＴＧ２の２つの物標に対応するピークが各周波数スペクトル上に存在する場合を例示している。

上記した周波数解析部１３ｃは、ＵＰビート信号４０３（図４Ｂ参照）に対応する周波数スペクトルであるＵＰビートスペクトル４０３ａと、ＤＮビート信号４０４（図４Ｂ参照）に対応するＤＮビートスペクトル４０４ａとをそれぞれ生成する。そして、各周波数スペクトル（ＵＰビートスペクトル４０３ａおよびＤＮビートスペクトル４０４ａ）を受け取ったピーク予測部１３ｄは、周波数スペクトルごとに物標に対応するピーク周波数を予測することになる。

なお、図５に示すように、物標が近づいている場合には、ＵＰビートスペクトル４０３ａは、ＤＮビートスペクトル４０４ａよりも低い周波数側にあらわれる。このため、ＤＮビートスペクトル４０４ａは、ＵＰビートスペクトル４０３ａよりも、物標に対応する真のピークと倍波ピーク（図示せず）とが重なりにくい。

このため、後述する物標判定部１３ｅは、ＤＮビートスペクトル４０４ａを用いて近距離判定を行うが、この点の詳細については、図７を用いて後述する。なお、近距離判定を行わない物標判定部１３ｅを構成することとしてもよい。また、物標に対する角度については、一般的な手法（たとえば、モードベクトル法）で算出することができる。

図３の説明に戻り、制御部１３の説明をつづける。ピーク予測部１３ｄは、記憶部１４の位置情報１４ａに基づき、周波数解析部１３ｃから受け取った各周波数スペクトルについてそれぞれピーク周波数を予測する。なお、ピーク予測部１３ｄは、通常のピーク検出処理（たとえば、周波数スペクトルが上側に凸である部分をピークとして検出する処理）を併せて行うものとする。

ここで、ピーク予測部１３ｄが行うピーク周波数の予測処理について図６を用いて説明する。図６は、位置情報１４ａの一例を示す図である。図６に示すように、位置情報１４ａは、たとえば、「物標識別子」項目、「距離」項目、「相対速度」項目、「角度」項目および「優先度」項目を含んだ情報である。

なお、位置情報１４ａには、物標判定部１３ｅによって物標との関連付けがなされた情報が格納される。すなわち、ノイズ成分に起因するピークに関する情報は、位置情報１４ａには格納されない。

「物標識別子」項目には、各物標を識別する識別子が格納される。「距離」項目には、上記した計算式によって得られた物標との距離が格納され、「相対速度」項目には、同じく物標との相対速度が格納される。また、「角度」項目には、物標に対する角度が格納され、「優先度」項目には、ピーク予測の優先順位を示す優先度が格納される。

たとえば、優先度が「１」である物標識別子「ＴＧ１」は、優先度が「２」である物標識別子「ＴＧ２」よりも先に予測処理が行われる。このように、優先度が高い順に予測処理を行うことで、対象とする物標が多く、かつ、処理猶予時間が短い場合などに、危険な物標（たとえば、レーダ装置１０に衝突する可能性が高い物標）を優先して処理することが可能となる。

ここで、位置情報１４ａにおける「距離」項目、「相対速度」項目には、時間「ｔ−１」において検出された物標の値が格納されている。そして、上記したピーク予測部１３ｄは、時間「ｔ−１」における距離および相対速度から、時間「ｔ」における距離および相対速度を予測する。

つづいて、ピーク予測部１３ｄは、時間「ｔ」における距離および相対速度から、時間「ｔ」におけるピーク周波数を予測する。以下では、図６に示した物標識別子「ＴＧ１」の場合について説明する。

タイムステップを「Ｔ」とした場合、相対速度が不変であると仮定すると、時間「ｔ」における相対速度は「Ｖ１」、距離は、「Ｘ１＋Ｔ×Ｖ１（ただし、Ｖ１はマイナスの値）」となる。

したがって、上述した式「Ｘ＝ｋ１（Ｆｕ＋Ｆｄ）／２」の「Ｘ」に「Ｘ１＋Ｔ×Ｖ１」を、式「Ｖ＝ｋ２（Ｆｕ−Ｆｄ）／２」の「Ｖ」に「Ｖ１」を、それぞれ代入し、「Ｆｕ」および「Ｆｄ」について解くと、時間「ｔ」におけるピーク周波数が得られる。

すなわち、時間「ｔ」におけるＵＰビートスペクトル４０３ａ（図５参照）の物標ＴＧ１に対応するピーク周波数「Ｆｕ」と、ＤＮビートスペクトル４０４ａ（図５参照）の物標ＴＧ１に対応するピーク周波数「Ｆｄ」とがそれぞれ得られる。なお、物標識別子「ＴＧ２」についても、同様に各ピーク周波数が得られる。このようにして、ピーク予測部１３ｄは、各物標に対応するピーク周波数を予測する。

図３の説明に戻り、制御部１３の説明をつづける。物標判定部１３ｅは、ピーク予測部１３ｄによって予測された各ピーク周波数と、周波数解析部１３ｃによって生成された周波数スペクトルとを用いて各ピーク周波数が物標に対応するか否かを判定する。

具体的には、物標判定部１３ｅは、ＵＰビートスペクトル４０３ａ（図５参照）における各ピーク周波数の近傍のパワーを所定の閾値とそれぞれ比較する。また、物標判定部１３ｅには、ＤＮビートスペクトル４０４ａ（図５参照）における各ピーク周波数の近傍のパワーを所定の閾値とそれぞれ比較する。

そして、物標判定部１３ｅは、所定の物標について、たとえば、ＵＰビートスペクトル４０３ａおよびＤＮビートスペクトル４０４ａの双方でピーク周波数近傍のパワーが所定の閾値以上である場合に、各ピーク周波数が物標に対応するピーク周波数であると判定する。

なお、ＵＰビートスペクトル４０３ａおよびＤＮビートスペクトル４０４ａのいずれか一方でピーク周波数近傍のパワーが所定の閾値以上である場合に、各ピーク周波数が物標に対応するピーク周波数であると判定することとしてもよい。

このように、物標に対応すると判定したピーク周波数に基づき、物標判定部１３ｅは、位置情報１４ａにおける「距離」項目、「相対速度」項目および「角度」項目（図６参照）を更新する。なお、ピーク周波数から「距離」、「相対速度」および「角度」を算出する手法については既に説明したので、ここでの説明を省略する。

また、物標判定部１３ｅは、位置情報１４ａにおける「優先度」項目の更新を併せて行う。たとえば、物標判定部１３ｅは、「距離」が小さいほど優先度が高くなるように「優先度」項目を更新する。

なお、「距離」に加え、「相対速度」や「角度」を用いて物標識別子ごとに危険度（たとえば、レーダ装置１０に衝突する可能性を示す値）を算出し、かかる危険度が高いほど優先度が高くなるように「優先度」項目を更新することとしてもよい。

この場合、角度が小さいほど危険度を高くしたり、距離および相対速度から求めた「タイムステップ経過後の距離」が小さいほど危険度を高くしたりすることができる。また、算出した各危険度に重み付けを行って足し合わせた値を、最終的な危険度とすることとしてもよい。

なお、物標判定部１３ｅは、物標が近距離であるか否かを判定する近距離判定において近距離であると判定した場合に、上記したパワーを用いた判定を行うが、この点については、図７を用いて後述する。

図３の説明に戻り、制御部１３の説明をつづける。出力部１３ｆは、物標判定部１３ｅによる判定結果を外部装置へ出力する。なお、本実施形態では、判定結果を外部装置へ出力する場合について例示したが、レーダ装置１０内に表示部や報知部を設け、かかる判定結果を表示したり、報知したりすることとしてもよい。

記憶部１４は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、位置情報１４ａを記憶する。なお、位置情報１４ａについては、図６を用いて既に説明したので、ここでの説明を省略する。

次に、物標判定部１３ｅがＤＮビートスペクトル４０４ａを用いて行う近距離判定の一例について、図７を用いて説明する。図７は、ＤＮピーク予測値を用いた近距離判定の説明図である。ここで、「ＤＮピーク予測値」とは、ＤＮビートスペクトル４０４ａにおいて予測されるピーク周波数の値を指す。なお、図７における横軸は「周波数」を、縦軸は「パワー」を、それぞれあらわしている。

図７に示すように、物標が近づいている場合、ＤＮピーク予測値は、時間の経過に伴って向き７０１へ移動する。そこで、物標判定部１３ｅは、ピーク予測部１３ｄから受け取ったＤＮピーク予測値「ＦＵｔ」が、所定の閾値であるＤＮピーク用閾値「ＴｈＦ」以下である場合に、ピーク周波数近傍のパワーと所定の閾値とを比較する。

物標判定部１３ｅが、物標がある程度接近した場合に、パワーを用いた判定を行う理由は以下の通りである。すなわち、物標までの距離が大きいほど周波数スペクトル上のピーク周波数は高くなり真のピークと倍波ピークとが離れるので、ピーク予測を行うまでもなく真のピークを検出することができるためである。

なお、図７では、ＤＮピーク予測値を閾値と対比する場合について示したが、ＤＮピーク予測値を距離へ変換し（図４Ｂに対応する説明参照）、変換後の距離を所定の閾値と対比することとしても同様の効果が得られる。

次に、本実施形態に係るレーダ装置１０によって実行される処理手順について図８を用いて説明する。図８は、レーダ装置１０によって実行される処理手順を示すフローチャートである。

図８に示すように、周波数解析部１３ｃは、新規の周波数スペクトルを生成する（ステップＳ１０１）。そして、周波数解析部１３ｃによって生成された周波数スペクトルを受け取ったピーク予測部１３ｄは、位置情報１４ａに基づいて各物標のピーク周波数を予測する（ステップＳ１０２）。

つづいて、物標判定部１３ｅは、予測ＤＮピーク周波数と所定の閾値とを比較し（ステップＳ１０３）、予測ＤＮピーク周波数が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。そして、予測ＤＮピーク周波数が所定の閾値以下である場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、予測ピーク周波数近傍にピークがあるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

なお、ステップＳ１０４の判定条件を満たさない場合には（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、通常のピーク検出処理を行い（ステップＳ１１０）、位置情報１４ａを更新して（ステップＳ１０９）処理を終了する。

予測ピーク周波数近傍にピークがない場合には（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、予測ピーク周波数近傍のパワーが所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、予測ピーク周波数近傍のパワーが所定の閾値以上である場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、予測ピーク周波数をピーク周波数として採用し（ステップＳ１０７）、位置情報１４ａにおけるすべての物標について予測が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

なお、ステップＳ１０５の判定条件を満たさない場合には（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、予測周波数近傍のピークを用いて通常のピーク検出処理を行う（ステップＳ１１０）。また、ステップＳ１０６の判定条件を満たさない場合には（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、ステップＳ１０７の処理を行うことなく、ステップＳ１０８の処理を行う。

そして、すべての物標について完了した場合には（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、位置情報１４ａを更新し（ステップＳ１０９）、処理を終了する。一方、ステップＳ１０８の判定条件を満たさない場合には（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、ステップＳ１０４以降の処理を繰り返す。

上述してきたように、本実施形態では、生成部（周波数解析部）と、予測部（ピーク予測部）と、判定部（物標判定部）とを備えるレーダ装置を構成した。生成部は、所定の期間に対応するビート信号から周波数スペクトルを生成する。予測部は、過去の期間に対応する物標の位置情報に基づいて物標に対応するピーク周波数を予測する。判定部は、最新の期間に対応する周波数スペクトルについて、予測部によって予測されたピーク周波数近傍におけるパワーを所定の閾値と比較することによってピーク周波数が物標に対応するピークであるか否かを判定する。

したがって、本実施形態に係るレーダ装置によれば、近距離に存在する物標の検知精度を向上させることができる。

なお、上述した実施形態では、予測部が真のピークに対応するピーク周波数を予測する場合について説明したが、倍波ピークのピーク周波数をそれぞれ予測し、周波数スペクトルから倍波ピークを取り除く処理を行うこととしてもよい。このようにすることで、通常のピーク検出処理（たとえば、周波数スペクトルが上側に凸である部分をピークとして検出する処理）を用いた場合であっても、真のピークに対応するピーク周波数を検出しやすくなる。

すなわち、周波数スペクトルに多くのノイズが含まれている場合などに、近距離、遠距離に関わらず、周波数スペクトルからノイズの影響を効率良く排除することができる。

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。

以上のように、本発明に係るレーダ装置は、近距離に存在する物標の検知精度を向上させたい場合に有用であり、特に、渋滞追従のように、近距離の物標を対象として追従制御する場合に適している。

１０ レーダ装置
１１ 送信アンテナ
１２ 受信アンテナ
１３ 制御部
１３ａ 送信部
１３ｂ 受信部
１３ｃ 周波数解析部
１３ｄ ピーク予測部
１３ｅ 物標判定部
１３ｆ 出力部
１４ 記憶部
１４ａ 位置情報

Claims (8)

1. 周波数変調された連続的な送信波と該送信波の物標に対する反射波との差分波であるビート信号に基づいて前記物標を検知するレーダ装置であって、
   所定の期間に対応する前記ビート信号から周波数スペクトルを生成する生成部と、
   過去の期間に対応する前記物標の位置情報に基づいて最新の期間における前記物標に対応するピーク周波数を予測する予測部と、
   前記最新の期間に対応する前記周波数スペクトルについて、前記予測部によって予測された前記ピーク周波数近傍におけるパワーが所定の閾値以上である場合に、当該ピーク周波数が前記物標に対応するピークであると判定する判定部と
   を備え、
   前記位置情報は、
   前記物標までの距離、前記物標に対する相対速度、および、前記ピーク周波数を予測する優先順位を示す優先度を含み、
   前記予測部は、
   前記物標が複数ある場合に、前記優先度が高い順に前記ピーク周波数を予測すること
   を特徴とするレーダ装置。
2. 前記判定部は、
   前記物標に対応するピークであると判定した前記ピーク周波数に基づき、前記最新の期間に対応する前記物標までの距離を算出し、算出した当該距離が小さい前記物標ほど前記優先度が高くなるように前記位置情報を更新すること
   を特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記予測部は、
   前記過去の期間に対応する前記位置情報に基づいて予測した前記最新の期間に対応する前記位置情報を前記ピーク周波数へ変換することによって当該ピーク周波数を予測すること
   を特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
4. 前記判定部は、
   前記予測部によって予測された前記最新の期間に対応する前記物標までの距離が所定の閾値以下である場合に、前記パワーを所定の閾値と比較すること
   を特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
5. 前記判定部は、
   前記予測部によって予測された前記ピーク周波数が所定の閾値以下である場合に、前記パワーを所定の閾値と比較すること
   を特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
6. 前記生成部は、
   前記ビート信号におけるアップビート区間およびダウンビート区間について前記周波数スペクトルをそれぞれ生成し、
   前記予測部は、
   前記周波数スペクトルごとに前記ピーク周波数をそれぞれ予測し、
   前記判定部は、
   前記ダウンビート区間について予測された前記ピーク周波数が所定の閾値以下である場合に、前記アップビート区間および前記ダウンビート区間にそれぞれ対応する前記周波数スペクトルの少なくとも一方について、前記予測部によって予測された前記ピーク周波数近傍における前記パワーが所定の閾値以上であることを条件として、当該ピーク周波数が前記物標に対応するピークであると判定すること
   を特徴とする請求項５に記載のレーダ装置。
7. 前記周波数スペクトルは、
   前記物標のピークと、前記物標のピークの略２倍の周波数となる倍波ピークとの合成波を含む周波数スペクトルであり、
   前記判定部は、
   前記予測されたピーク周波数近傍における前記合成波のパワーが所定の閾値以上である場合に、当該ピーク周波数が前記物標に対応するピークであると判定すること
   を特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
8. 周波数変調された連続的な送信波と該送信波の物標に対する反射波との差分波であるビート信号に基づいて前記物標を検知するレーダ装置であって、
   所定の期間に対応する前記ビート信号から周波数スペクトルを生成する生成部と、
   過去の期間に対応する前記物標の位置情報に基づいて最新の期間における前記物標に対応するピーク周波数を予測する予測部と、
   前記最新の期間に対応する前記周波数スペクトルについて、前記予測部によって予測された前記ピーク周波数近傍におけるパワーが所定の閾値以上である場合に、当該ピーク周波数が前記物標に対応するピークであると判定する判定部と
   を備え、
   前記位置情報は、
   前記物標までの距離、および、前記物標に対する相対速度を含み、
   前記周波数スペクトルは、
   前記物標のピークと、前記物標のピークの略２倍の周波数となる倍波ピークとの合成波を含む周波数スペクトルであり、
   前記判定部は、
   前記予測されたピーク周波数近傍における前記合成波のパワーが所定の閾値以上である場合に、当該ピーク周波数が前記物標に対応するピークであると判定すること
   を特徴とするレーダ装置。

Images