JP6787842B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本開示は、チャープ波を利用するレーダ装置に関する。

チャープ波を利用するレーダ装置は、周波数が連続的に増加又は減少するチャープ波を複数回送受信することで得られるビート信号を周波数解析することで、物体の距離及び速度を算出する。算出される速度は、チャープ波の観測点の間隔が短いほど最大検知速度が大きく、一度に観測する観測時間が長いほど速度分解能が高くなる。

チャープ波を利用するレーダ装置を用いるものとして、カメラによって撮影された画像と、レーダ装置によって受信された受信信号とから物体を検出する、特許文献１に記載の物体検出装置がある。上記物体検出装置は、検出された物体が画像に基づいて歩行者と判定された場合に、観測時間を延長して速度分解能を上げている。

特許第５５５８４４０号公報

チャープ波を用いたレーダ装置において、観測点の間隔を維持しつつ観測時間を長くすると、最大検知速度を維持しつつ速度分解能を上げることができるが、チャープ数が増加するために、計算負荷の増加が問題となる。一方、観測点の間隔を長くしつつ観測時間を長くすると、チャープ数の増加が抑制されるため、計算負荷の増加を抑制しつつ速度分解能を上げることができる。しかしながら、観測点の間隔を長くすることで最大検知速度が小さくなるため、速度の曖昧性が問題となる。

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、計算負荷の増加を抑制しつつ、最大検知速度と速度分解能を両立させることが可能なレーダ装置を提供することを目的とする。

本開示は、レーダ措置であって、ビート信号生成部（３０）と、第１信号処理部（４０）と、第２信号処理部（５０）と、速度確定部（６０）と、を備える。ビート信号生成部は、周波数が連続的に増加または減少するチャープ波を繰り返し送受信して、ビート信号を繰り返し生成する。第１信号処理部は、ビート信号生成部により生成されたビート信号を、設定された第１観測時間の間、設定された第１観測数だけ観測し、第１観測数のビート信号の時系列で検出される周波数成分の位相回転から、第１速度を算出する。第２信号処理部は、第１観測時間よりも長く設定された観測時間を第２観測時間とし、第１観測時間に対する第２観測時間の比を時間比として、ビート信号生成部により生成されたビート信号を、第２観測時間の間、第１観測数に時間比を乗じた数よりも小さい数である第２観測数だけ観測し、第２観測数の前記ビート信号の時系列で検出される周波数成分の位相回転から、第２速度を算出する。速度確定部は、第１信号処理部により算出された第１速度を用いて、第２信号処理部が実現する分解能で表された速度の計測結果を一意に確定する。

本開示によれば、第１信号処理部により、比較的短い観測点の間隔で比較的短い観測時間に観測されたビート信号から第１速度が算出される。この場合、観測点の間隔は比較的短いものの観測時間が比較的短いため、計算負荷の増加が抑制される。よって、計算負荷の増加を抑制しつつ、比較的大きな最大検知速度を実現して、第１速度を算出することができる。また、第２信号処理部により、比較的長い観測点の間隔で比較的長い観測時間に観測されたビート信号から第２速度が算出される。この場合、観測時間は比較的長いものの観測点の間隔が比較的長いため、計算負荷の増加が抑制される。よって、計算負荷の増加を抑制しつつ、比較的高い速度分解能を実現して、第２速度を算出することができる。そして、比較的最大検知速度の大きい第１速度を用いて、第２速度の速度分解能で表された計測結果が一意に算出される。したがって、計算負荷の増加を抑制しつつ、最大検知速度と速度分解能を両立させることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

レーダ装置の車両での搭載位置及び検知範囲を示す図である。 レーダ装置の構成を示すブロック図である。 レーダ装置が送信するレーダ波の変調方式を説明する図である。 第１実施形態に係る速度検出の処理手順を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る第１観測時間及び第１観測数と、第２観測時間及び第２観測数の一例を示す図である。 第１実施形態に係る第１観測時間及び第１観測数と、第２観測時間及び第２観測数の一例を示す図である。 ２次元ＦＦＴの概要を示す説明図である。 第１実施形態に係る速度の確定方法を示す説明図である。 第１実施形態に係る速度の確定方法を示す説明図である。 第１実施形態に係る速度の確定方法を示す説明図である。 第２実施形態に係る速度検出の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る第１観測時間及び第１観測数と、第２観測時間及び第２観測数の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。
（第１実施形態）
＜１−１．構成＞
まず、本実施形態に係るレーダ装置１０の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、レーダ装置１０は、車両７０の左前側方、右前側方、左後側方、及び右後側方の４箇所に搭載されている。具体的には、例えば、レーダ装置１０は、車両７０の前方バンパの左右両端及び後方バンパの左右両端に搭載されている。そして、レーダ装置１０は、車両７０の左前方、右前方、左後方、及び右後方の領域を検知エリアＡｄとする。

レーダ装置１０は、レーダ波を放射して反射波を受信し、その受信信号に基づいて、レーダ波を反射した物体までの距離、物体の速度、物体の方位を観測する装置である。レーダ装置１０は、レーダ波として、後述するチャープ波を送受信するＦＣＭ方式のミリ波レーダである。ＦＣＭは、Fast Chirp Modulationの略である。

図２に示すように、レーダ装置１０は、ビート信号生成部３０及び信号処理部２０の要素を備える。
ビート信号生成部３０は、送信アンテナ及び複数のアンテナ素子が配列された受信アンテナを含む。ビート信号生成部３０は、送信信号に基づいて、中心周波数ｆｃのチャープ波を繰り返し送信する。チャープ波は、図３に示すように、周波数がノコギリ波状に変化するように周波数変調されたレーダ波である。つまり、チャープ波は、周波数が連続的に増加または減少するレーダ波である。図３には、周波数が連続的に増加するチャープ波を示しているが、周波数が連続的に減少するチャープ波でもよい。図３に示すように、周波数が連続的に増加を開始する時点を観測点として、１つの観測点と次の観測点との間隔をチャープ周期Ｔｃｙとする。また、ビート信号生成部３０は、物体から反射されたチャープ波を繰り返し受信し、受信信号を生成する。そして、ビート信号生成部３０は、繰り返し送受信された送信信号と受信信号とからビート信号を繰り返し生成する。

信号処理部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び、高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴ）処理等を実行するコアプロセッサを含むマイクロコンピュータを備える。そして、信号処理部２０は、ＣＰＵ等がＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、第１信号処理部４０、第２信号処理部５０、及び速度確定部６０の各機能を実現する。第１信号処理部４０は、距離スペクトラム算出部４１、第１速度スペクトラム算出部４２、及び物体検出部４３の機能を含む。また、第２信号処理部５０は、距離スペクトラム抽出部５１及び第２速度スペクトラム算出部５２の機能を含む。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。さらに、これらの機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。なお、信号処理部２０の各機能の詳細は後述する。

＜１−２．速度検出処理＞
次に、本実施形態に係る物体の速度を検出する処理手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、信号処理部２０が所定数のチャープ波を送受信する都度実行する。

まず、Ｓ１０では、ビート信号を取得する。つまり、図５及び図６に示すように、現処理サイクルで送受信した所定数のチャープ波の送信信号と受信信号とから生成された、所定数のビート信号を取得する。

続いて、Ｓ２０では、Ｓ１０で取得したビート信号を周波数解析して、距離情報を表す距離スペクトラムを算出する。詳しくは、図５及び図６に示すように、１回の処理サイクルの期間を第１観測時間である観測時間Ｔｕｐ１とし、観測時間Ｔｕｐ１の間、第１観測数であるＮ１個のビート信号を観測する。Ｎ１個は、予め設定されている数であり、観測時間Ｔｕｐ１におけるチャープ数である。ここでは、Ｎ１個のビート信号の隣接する観測点の間隔をチャープ周期Ｔｃｙ１とする。

そして、図７に示すように、１回目のＦＦＴ処理として、Ｎ１個のビート信号のそれぞれに対してＦＦＴ処理を実行して、距離ＢＩＮに対するパワーを表すＮ１個の距離スペクトラムを算出する。ビート信号は物体までの距離に応じた周波数成分を持つため、算出された距離スペクトラムの周波数ＢＩＮは距離ＢＩＮに相当する。

続いて、Ｓ３０では、Ｓ２０で算出したＮ１個の距離スペクトラムの時系列を周波数解析して、速度情報を表す第１速度スペクトラムを算出する。ここで、同一物体からの反射波に基づいた各ビート信号の周波数成分はいずれも同じである。つまり、Ｎ１個の距離スペクトラムにおいてピークとなる周波数ＢＩＮは同じである。しかしながら、物体と車両７０とが相対速度を持つ場合、ビート信号の位相は、ビート信号ごとに少しずつ異なったものとなる。よって、図７に示すように、２回目のＦＦＴ処理として、Ｎ１個の距離スペクトラムの時系列に対して、距離ＢＩＮごとにＦＦＴ処理を実行する。そして、距離ＢＩＮごとに、速度ＢＩＮに対するパワーを表す第１速度スペクトラムを算出する。つまり、距離ＢＩＮごとにＮ１個の距離スペクトルを集めて、距離ＢＩＮごとに、集めたＮ１個の距離スペクトルの時系列に対してＦＦＴ処理を実行する。算出されたスペクトラムの周波数ＢＩＮは、ビート信号の位相の回転速度に応じた周波数成分であり、速度ＢＩＮに相当する。

続いて、Ｓ４０では、Ｓ２０で算出した距離スペクトラム及びＳ３０で生成した第１速度スペクトラムのピークに対応する物体を検出し、検出した物体ごとに、距離スペクトラムから算出した距離と、第１速度スペクトラムから算出した第１速度Ｖ１とを対応づける。距離スペクトラム及び第１速度スペクトラムにピークが存在しない場合は、物体を検出しない。

続いて、Ｓ５０では、Ｓ４０で物体を検出したか否か判定する。Ｓ４０で物体を検出していない場合には、本処理を終了する。一方、Ｓ４０で物体を検出した場合には、Ｓ６０の処理へ進む。

続いて、Ｓ６０では、第２観測時間である観測時間Ｔｕｐ２におけるビート信号に対応する距離スペクトラムから、第２観測数であるＮ２個の距離スペクトラムを抽出する。観測時間Ｔｕｐ２は、観測時間Ｔｕｐ１よりも長い時間に予め設定されている。

詳しくは、図５に示すように、観測時間Ｔｕｐ２が観測時間Ｔｕｐ１の２倍の場合には、現在の処理サイクル及び１つ前の処理サイクルのＳ２０で算出された２×Ｎ１個の距離スペクトラムから、Ｎ２個の距離スペクトラムを抽出する。Ｎ２は、Ｎ１×（Ｔｕｐ２／Ｔｕｐ１）よりも少ない数に予め設定されている。つまり、観測時間Ｔｕｐ２が観測時間Ｔｕｐ１の２倍の場合には、Ｎ２は、２×Ｎ１よりも少ない数に設定されている。そのため、２×Ｎ１個の距離スペクトラムから、（２×Ｎ１−Ｎ２）個の距離スペクトラムを間引いて、Ｎ２個の距離スペクトラムを抽出する。

また、図６に示すように、観測時間Ｔｕｐ２が観測時間Ｔｕｐ１の４倍の場合には、現在の処理サイクル、１つ前の処理サイクル、２つ前の処理サイクル、及び３つ前の処理サイクルのＳ２０で算出された４×Ｎ１個の距離スペクトラムから、Ｎ２個の距離スペクトラムを抽出する。

ここで、次のＳ７０において、Ｎ２個の距離スペクトラムに対してＦＦＴ処理を実行するため、ＦＦＴ処理の都合上、抽出する距離スペクトラムに対応するビート信号の観測点の間隔が等間隔となるように、Ｎ２個の距離スペクトラムを抽出する。つまり、Ｎ２は、抽出する距離スペクトラムに対応するビート信号の隣接する観測点の間隔が等間隔となる数とする。さらに、ＦＦＴ処理の速度を上げるため、Ｎ２は、Ｎ１×１／（２ｎ）、ｎは正の整数となるような数とするとよい。ここでは、Ｎ２個の距離スペクトラムに対応するビート信号の隣接する観測点の間隔をチャープ周期Ｔｃｙ２とする。

続いて、Ｓ７０では、Ｓ３０と同様にして、Ｓ６０で抽出したＮ２個の距離スペクトラムの時系列に対して、距離ＢＩＮごとにＦＦＴ処理を行い、速度情報を表す第２速度スペクトラムを算出する。算出された第２速度スペクトルは、ビート信号を観測時間Ｔｕｐ２の間、Ｎ２個だけ観測して、Ｎ２個のビート信号の時系列に基づいて算出された速度スペクトルである。このとき、距離ＢＩＮごとに集めた距離スペクトラムのうち、Ｓ４０で検出された物体の距離を表す距離ＢＩＮの距離スペクトラムに限って、ＦＦＴ処理を行うようにする。そして、第２速度スペクトラムからピークを抽出し、抽出したピークの速度ＢＩＮから第２速度Ｖ２を算出する。

続いて、Ｓ８０では、物体の速度の計測結果である速度Ｖ０を確定する。ここで、ビート信号の位相回転から求められる速度は、位相折返しによる曖昧性が含まれた速度となることがある。これは、検出された位相がθである場合、実際の位相はθ＋２π・ｋ、ｋは整数、である可能性があり、これを特定することができないことによる。ＦＣＭ方式の場合、曖昧性なく検知できる速度Ｖの範囲は、光速をｃとして、次の式（１）で示す範囲である。

式（１）で示すように、チャープ周期Ｔｃｙが短いほど、曖昧性なく検知できる速度Ｖの範囲は広くなる、つまり、最大検知速度Ｖｍａｘは大きくなる。上述したように、第２速度Ｖ２は、Ｎ２個のビート信号の時系列に基づいて算出される。そして、Ｎ２個のビート信号のチャープ周期Ｔｃｙ２は、チャープ周期Ｔｃｙ１よりも長い。よって、第２速度Ｖ２は、第１速度Ｖ１よりも最大検知速度Ｖｍａｘが小さく折返しが生じやすい。

また、ＦＣＭ方式の場合、速度分解能Ｖｒｅｓは、次の式（２）で表される。式（２）で示すように、観測時間Ｔｕｐが長いほど、速度分解能Ｖｒｅｓは高くなる。上述したように、第２速度Ｖ２は、観測時間Ｔｕｐ１よりも長い観測時間Ｔｕｐ２で観測されたビート信号の時系列に基づいて算出される。よって、第２速度Ｖ２は、第１速度Ｖ１よりも、速度分解能Ｖｒｅｓが高くなる。

本実施形態において、第１速度Ｖ１は、速度計測範囲の全体に亘って速度を一意に確定され、比較的速度分解能Ｖｒｅｓが低い速度である。一方、第２速度Ｖ１は、速度計測範囲内で折返しが発生する可能性があり、比較的速度分解能Ｖｒｅｓが高い速度である。

そこで、同じ物体つまり同じ距離に対応した第１速度Ｖ１と第２速度Ｖ２とを比較して、一意に確定され、第２速度Ｖ２の速度分解能Ｖｒｅｓで表された速度Ｖ０を確定する。詳しくは、第１速度Ｖ１と、第２速度Ｖ２の折り返しを考慮して求められた複数の速度候補Ｖ２１，Ｖ２２，…Ｖ２ｍとを比較し、第１速度Ｖ１に最も近い速度候補を速度Ｖ０とする。以上で、本処理を終了する。

本実施形態では、Ｓ２０の処理が、距離スペクトラム算出部４１の機能に相当し、Ｓ３０の処理が、第１速度スペクトラム算出部４２の機能に相当し、Ｓ４０の処理が、物体検出部４３の機能に相当する。また、Ｓ６０の処理が、距離スペクトラム抽出部５１の機能に相当し、Ｓ７０の処理が、第２速度スペクトラム算出部５２の機能に相当し、Ｓ８０の処理が、速度確定部６０の機能に相当する。

＜１−３．動作＞
図８〜図１０は、それぞれ、第１信号処理部４０の距離・速度の出力結果と、第２信号処理部５０の距離・速度の出力結果とを比較して、物体の速度Ｖ０を算出する一例である。図８〜図１０に示されているように、第１信号処理部４０と第２信号処理部５０とでは、同じ距離スペクトラムを用いているため、第１信号処理部４０の出力結果と第２信号処理部５０の出力結果とは、距離分解能が等しい。

図８及び図９は、１つの物体が検出されている例であり、図１０は、同じ距離に２つの物体が検出されている例である。図８〜図１０に示すように、同じ距離で算出された第１速度Ｖ１と第２速度Ｖ２から求められた速度候補Ｖ２１，Ｖ２２とが比較され、速度候補Ｖ２１，Ｖ２２のうちの第１速度Ｖ１に近い方が速度Ｖ０と確定される。図８は、速度候補Ｖ２１が速度Ｖ０に確定されており、第２速度Ｖ２に折り返しが生じていない例を示している。図９は、速度候補Ｖ２２が速度Ｖ０に確定されており、第２速度Ｖ２に折り返しが生じている例を示している。また、図１０は、２つの物体の第１速度Ｖ１ａ，Ｖ１ｂと、２つの物体の第２速度Ｖ２ａ，Ｖ２ｂから求められた速度候補Ｖ２１ａ，Ｖ２２ａ，Ｖ２１ｂ，Ｖ２２ｂと、が比較され、速度候補Ｖ２１ａ，Ｖ２１ｂが、２つの物体の速度Ｖ０ａ，Ｖ０ｂに確定されている。図１０は、第２速度Ｖ２ａ，Ｖ２ｂに折り返しが生じていない例を示している。

＜１−４．効果＞
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）比較的低い速度分解能Ｖｒｅｓであるが一意に速度が確定される第１速度Ｖ１と、比較的高い速度分解能Ｖｒｅｓであるが一意に速度が確定されない第２速度Ｖ２の複数の候補とが比較され、第１速度Ｖ１に最も近い第２速度Ｖ２の候補が速度Ｖ０と確定される。これにより、信号処理部２０の計算負荷の増加を抑制しつつ、高分解能な速度Ｖ０を一意に算出することができる。

（２）第２信号処理部５０により、第１信号処理部４０により算出されたＮ１の距離スペクトラムから、Ｎ２の距離スペクトラムが抽出される。つまり、第２信号処理部５０は、距離スペクトラムを算出せず、第１信号処理部４０により算出された距離スペクトラムを流用する。よって、第２信号処理部５０により距離スペクトラムを算出する場合と比べて、信号処理部２０の計算負荷の増加を抑制することができる。

（３）第２信号処理部５０により、抽出された距離スペクトラムにおいて、第１信号処理部４０により検出された物体の距離を表す距離ＢＩＮに限って、ＦＦＴ処理が実行され、第２速度スペクトラムが算出される。よって、抽出された距離スペクトラムのすべての距離ＢＩＮに対してＦＦＴ処理が実行される場合と比べて、信号処理部２０の計算負荷を抑制することができる。

（４）Ｎ２を、抽出される距離スペクトラムに対応するビート信号の隣接する観測点の間隔が等間隔となる数とすることにより、抽出された距離スペクトラムに対してＦＦＴ処理を適用することができる。また、Ｎ２を、Ｎ１×１／（２ｎ）とすることにより、抽出された距離スペクトラムに対するＦＦＴ処理の速度を上げることができる。

（第２実施形態）
＜２−１．第１実施形態との相違点＞
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

図２に破線で示すように、本実施形態に係る第２信号処理部５０は、第２観測数算出部５３の機能を備える。前述した第１実施形態では、予め第２観測数であるＮ２が設定されており、第１速度Ｖ１と第２速度Ｖ２とを比較して、物体の速度Ｖ０を確定した。これに対し、第２実施形態では、第２観測数算出部５３が、図９に破線で示すように、第２速度Ｖ２の最大検知速度Ｖｍａｘを第１速度Ｖ１よりもやや大きくなるように、第１速度Ｖ１に応じてＮ２を算出する。これにより、一意に確定され、且つ、第１速度Ｖ１よりも高い速度分解能Ｖｒｅｓを実現する第２速度Ｖ２を算出し、第２速度Ｖ２を速度Ｖ０に確定する点で、第１実施形態と相違する。

＜２−１．速度検出処理＞
次に、本実施形態に係る物体の速度を検出する処理手順について、図１１のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、信号処理部２０が所定数のチャープ波を送受信する都度実行する。

まず、Ｓ１００〜Ｓ１４０では、Ｓ１０〜Ｓ５０と同様の処理を行う。
続いて、Ｓ１５０では、算出された第１速度Ｖ１の大きさよりも第２速度Ｖ２の最大検知速度Ｖｍａｘが大きく、且つ、第１速度Ｖ１の大きさと第２速度Ｖ２の最大検知速度Ｖｍａｘの大きさとの差が、差分閾値未満になるように、第２観測数であるＮ２を算出する。差分閾値は、予め設定された値でもよいし、第１速度Ｖ１の大きさに応じて設定された値、例えば、第１速度Ｖ１の大きさの１０％程度でもよい。差分閾値は、計算負荷を抑制するために、十分に小さい値に設定される。なお、複数の物体が検出され、各物体の第１速度Ｖ１が検出されている場合には、最も大きい第１速度Ｖ１の大きさと第２速度Ｖ２の最大検知速度Ｖｍａｘの大きさとの差が、差分閾値未満になるようにする。

詳しくは、式（１）から、最大検知速度Ｖｍａｘが、第１速度Ｖ１＋αとなるように、チャープ周期Ｔｃｙ２を算出する。そして、観測時間Ｔｕｐ２とチャープ周期Ｔｃｙ２とから、Ｎ２を算出する。これにより、図１２に示すように、Ｎ２は変動する値となる。

続いて、Ｓ１６０では、Ｓ６０と同様にして、観測時間Ｔｕｐ２におけるビート信号に対応する距離スペクトラムから、Ｓ１５０で算出したＮ２個を用いて、Ｎ２個の距離スペクトラムを抽出する。

続いて、Ｓ１７０では、Ｓ７０と同様にして、第２速度スペクトラムを算出する。そして、第２速度スペクトラムからピークを抽出し、抽出したピークの速度ＢＩＮから第２速度Ｖ２を算出する。ここで算出された第２速度Ｖ２は、一意に確定され、第１速度Ｖ１よりも高い速度分解能Ｖｒｅｓで表された速度である。

続いて、Ｓ１８０では、Ｓ１７０で算出した第２速度Ｖ２を、物体の計測速度である速度Ｖ０として確定する。以上で、本処理を終了する。
＜２−３．効果＞
以上説明した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１）〜（４）に加え、以下の効果が得られる。

（５）第１信号処理部４０により算出された第１速度Ｖ１の大きさよりも、第２速度Ｖ２の最大検知速度Ｖｍａｘの大きさが大きくされ、且つ、第１速度Ｖ１の大きさと第２速度Ｖ２の最大検知速度Ｖｍａｘの大きさとの差が差分閾値未満とされる。これにより、一意に確定される第２速度Ｖ２を算出するために、必要最小限のＮ２を算出することができる。そして、算出されたＮ２個のビート信号からは、一意に確定される第２速度Ｖ２を算出することができる。よって、信号処理部２０の計算負荷を抑制しつつ、高分解能な第２速度Ｖ２を一意に算出することができる。

（他の実施形態）
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（ａ）上記第１実施形態では、第２観測数であるＮ２が予め設定されていたが、これに限定されるものではない。第１実施形態でも、第２実施形態と同様に、第２信号処理部５０が第２観測数算出部５３の機能を備え、Ｎ２を可変に算出してもよい。例えば、第２観測数算出部５３は、予め設定された演算時間の中で、第２速度スペクトラムの算出が可能となるように、Ｎ２を算出してもよい。

このようにすることで、信号処理部２０をカメラ装置などの他のシステムと共有している場合に、信号処理部２０の全体的な負荷に応じたＮ２を算出することができる。例えば、他のシステムによる信号処理部２０の計算負荷が増加した場合には、Ｎ２を減少させて、第２速度スペクトラムの算出を速くすることができる。また、他のシステムによる信号処理部２０の計算負荷が減少した場合には、Ｎ２を増加させて、チャープ周期Ｔｃｙ２を短くし、第２速度Ｖ２の最大検知速度Ｖｍａｘを大きくすることができる。

（ｂ）上記各実施形態では、観測時間Ｔｕｐ１の終了時点と観測時間Ｔｕｐ２の終了時点が一致していたが、ずれていてもよい。例えば、処理サイクルの１／３ずつずれていてもよい。ただし、２つの終了時点のずれは、処理サイクルの半分以下とする。

（ｃ）上記各実施形態では、周波数解析としてＦＦＴ処理を実行しているが、ＦＦＴ処理以外の周波数解析を実行してもよい。
（ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（ｅ）上述したレーダ装置の他、当該レーダ装置を構成要素とするシステム、速度検出装置、当該速度検出装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、速度検出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１０…レーダ装置、３０…ビート信号生成部、４０…第１信号処理部、５０…第２信号処理部、６０…速度確定部。

Claims (7)

1. 周波数が連続的に増加または減少するチャープ波を繰り返し送信し、前記チャープ波が物体で反射して生じた反射波を受信して、前記チャープ波と前記反射波とからビート信号を繰り返し生成するように構成されたビート信号生成部（３０）と、
   前記ビート信号生成部により生成された前記ビート信号を、設定された第１観測時間の間、設定された第１観測数だけ観測し、前記第１観測時間ごとに、前記第１観測数の前記ビート信号の時系列で検出される周波数成分の位相回転から、前記物体の第１速度を算出するように構成された第１信号処理部（４０）と、
   前記第１観測時間よりも長く設定され前記第１観測時間が重なった観測時間を第２観測時間とし、前記第１観測時間に対する前記第２観測時間の比を時間比として、前記ビート信号生成部により生成された前記ビート信号を、前記第２観測時間の間、前記第１観測数に前記時間比を乗じた数よりも小さい数である第２観測数だけ観測し、前記第１観測時間ごとに、前記第２観測数の前記ビート信号の時系列で検出される周波数成分の位相回転から、前記物体の第２速度を算出するように構成された第２信号処理部（５０）と、
   前記第１観測時間ごとに、前記第１信号処理部により算出された前記第１速度を用いて、前記第２信号処理部が実現する分解能で表された前記物体の速度を取得するように構成された速度取得部（６０）と、
   を備える、レーダ装置。
2. 前記速度取得部は、前記第２信号処理部により算出された前記第２速度の折り返しを考慮して求められた複数の速度候補のうち、前記第１信号処理部により算出された前記第１速度と最も近い速度候補を、前記物体の速度として取得するように構成されている、
   請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記第２信号処理部は、
   前記第１信号処理部により検出された前記第１速度の大きさよりも、前記第２速度の最大検知速度の大きさが大きく、且つ、前記第１速度の大きさと前記第２速度の最大検知速度の大きさとの差が差分閾値未満となるように、前記第２観測数を算出する第２観測数算出部（５３）を備え、
   前記速度取得部は、前記第２信号処理部により算出された前記第２速度を前記物体の速度として取得とするように構成されている、
   請求項１に記載のレーダ装置。
4. 前記第１信号処理部は、
   前記第１観測数の前記ビート信号のそれぞれに対して周波数解析を行い、距離情報を表す前記第１観測数の距離スペクトラムを算出するように構成された距離スペクトラム算出部（４１）と、
   前記距離スペクトラム算出部により算出された前記距離スペクトラムに対して、距離成分ごとに周波数解析を行い、速度情報を表す第１速度スペクトラムを算出するように構成された第１速度スペクトラム算出部（４２）と、を備え、
   前記第２信号処理部は、
   今回の処理サイクルにおいて前記距離スペクトラム算出部により算出された前記距離スペクトラムと直近の過去の少なくとも１つ以上の処理サイクルにおいて前記距離スペクトラム算出部により算出された前記距離スペクトラムとから、前記第２観測数の距離スペクトラムを抽出するように構成された距離スペクトラム抽出部（５１）と、
   前記距離スペクトラム抽出部により抽出された前記第２観測数の前記距離スペクトラムに対して、距離成分ごとに周波数解析を行い、速度情報を表す第２速度スペクトラムを算出するように構成された第２速度スペクトラム算出部（５２）と、を備える、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
5. 前記第１信号処理部は、
   前記距離スペクトラム算出部により算出された前記第１観測数の前記距離スペクトラムと、前記第１速度スペクトラム算出部により算出された前記距離成分ごとの前記第１速度スペクトラムとから、物体を検出するように構成された物体検出部（４３）を備え、
   前記第２速度スペクトラム算出部は、前記距離スペクトラム抽出部により抽出された前記第２観測数の前記距離スペクトラムにおいて、前記物体検出部により検出された物体の距離を表す前記距離成分に限って周波数解析を行い、前記第２速度スペクトラムを算出するように構成されている、
   請求項４に記載のレーダ装置。
6. 前記第２信号処理部は、前記第２観測数を算出する第２観測数算出部（５３）を備え、
   前記第２観測数算出部は、設定された演算時間の中で、前記第２速度スペクトラムの算出が可能な前記第２観測数を算出するように構成されている、
   請求項４又は５に記載のレーダ装置。
7. 前記第２観測数は、前記ビート信号の観測点の間隔が等間隔となり、且つ、前記第１観測数に１／（２ｎ）（ｎは正の整数）を乗じた数となっている、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーダ装置。