JP6797334B1 - レーダ装置、観測対象検出方法および車載装置 - Google Patents

Abstract

レーダ装置（１）は、時間の経過に伴った周波数の勾配が互いに異なる周波数変調信号をレーダ信号として送信し、レーダ信号の反射波を受信する第１のレーダ（１２ａ）および第２のレーダ（１２ｂ）と、ビート信号のデジタルデータを距離方向にフーリエ変換した第１の周波数スペクトルおよび第１の周波数スペクトルを相対速度方向にフーリエ変換した第２の周波数スペクトルを算出し、第２の周波数スペクトルにおけるピーク値に対応したビート周波数およびドップラ周波数に基づいて、距離速度情報をレーダごとに算出する算出部（３８）と、レーダごとに算出された距離速度情報の比較結果に基づいて、距離速度情報に含まれる、観測対象の検出結果と、電磁ノイズによる誤検出結果とを判別する処理部（１１）を備える。

Description

本開示は、レーダ装置、観測対象検出方法および車載装置に関する。

従来、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）方式のレーダ装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたレーダ装置は、自動車に搭載されており、周波数変調信号を送信信号と局部発振信号とに分配し、送信信号をレーダ信号として送信し、観測対象において反射されたレーダ信号の反射波を受信する。レーダ装置は、反射波の周波数と局部発振信号の周波数とを混合したベースバンド信号のスペクトラムを用いて観測対象までの距離を測定する。

従来のＦＭＣＷ方式のレーダ装置は、観測対象までの距離を測定する際、ベースバンド信号に対して、車両速度に対するドップラ周波数が極小となるフィルタリングを行う。これにより、車両速度に対するドップラ周波数と同じ周波数に対応したクラッタ（目標以外の静止物）からの反射波がノイズとして抑圧される。

特表２０１７−５２２５７７号公報

特許文献１に記載されたレーダ装置では、車両速度に対するドップラ周波数とは異なる周波数を有した電磁ノイズが考慮されておらず、電磁ノイズによる誤検出結果と観測対象の検出結果とを判別できないという課題があった。電磁ノイズには、例えば、レーダ装置を構成する部品において発生した電磁ノイズがあり、レーダ装置の外部から到来してきた電磁ノイズがある。

本開示は上記課題を解決するものであり、観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とを判別することができるレーダ装置、観測対象検出方法および車載装置を得ることを目的とする。

本開示に係るレーダ装置は、時間の経過に伴って周波数が直線的に変化する周波数変調信号をレーダ信号として送信し、観測対象において反射されたレーダ信号の反射波を受信する複数のレーダと、レーダ信号の周波数と反射波の周波数との差分の周波数を有するビート信号を用いて、観測対象までの距離および観測対象との相対速度を示す距離速度情報を算出する算出部と、距離速度情報に基づいて観測対象を検出する処理部とを備え、複数のレーダは、時間の経過に伴った周波数の勾配の絶対値の比が１以外になる、互いに異なる周波数変調信号をレーダ信号として送信し、算出部は、ビート信号のデジタルデータを距離方向にフーリエ変換した第１の周波数スペクトルおよび第１の周波数スペクトルを相対速度方向にフーリエ変換した第２の周波数スペクトルを算出し、第２の周波数スペクトルにおけるピーク値に対応したビート周波数およびドップラ周波数に基づいて距離速度情報をレーダごとに算出し、処理部は、レーダごとに算出された距離速度情報を比較し、距離速度情報に含まれる距離および速度がレーダ間で一致すれば、当該距離速度情報に含まれる距離および速度を、観測対象までの距離および観測対象との相対速度であると判別し、距離速度情報に含まれる距離および速度がレーダ信号の周波数の勾配の違いに対応した差異によってレーダ間で一致しない場合、当該距離速度情報に含まれる距離および速度を、電磁ノイズによる誤検出結果であると判別する。

本開示によれば、複数のレーダによって周波数の勾配の絶対値の比が１以外になる、互いに異なる周波数変調信号がレーダ信号として送信され、観測対象において反射されたレーダ信号の反射波が受信される。レーダ信号の周波数と反射波の周波数との差分の周波数を有するビート信号のデジタルデータを用いて、観測対象までの距離および観測対象との相対速度を示す距離速度情報がレーダごとに算出される。レーダごとの距離速度情報の比較結果に基づいて、距離速度情報に含まれる観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果が判別される。これにより、本開示に係るレーダ装置は、観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とを判別することができる。

実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図１の処理部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１における第１のレーダおよび第２のレーダの各構成を示すブロック図である。 図３の算出部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る観測対象検出方法を示すフローチャートである。 図５のステップＳＴ１の詳細な処理を示すフローチャートである。 第１のレーダが備える算出部による距離速度情報の算出処理の概要を示す説明図である。 第２のレーダが備える算出部による距離速度情報の算出処理の概要を示す説明図である。 実施の形態１における検出結果の判定処理の概要を示す説明図である。 実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２における第１のレーダおよび第２のレーダの各構成を示すブロック図である。 図１０の処理部の構成を示すブロック図である。 実施の形態２における処理部の変形例の構成を示すブロック図である。 図１３の第１の算出部の構成を示すブロック図である。 図１３の第２の算出部の構成を示すブロック図である。 図１３の第１の算出部および第２の算出部による処理の概要を示す説明図である。 図１７Ａは、実施の形態２に係るレーダ装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図であり、図１７Ｂは、実施の形態２に係るレーダ装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係る車載装置の構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るレーダ装置１の構成を示すブロック図である。レーダ装置１は、例えば、自動車に搭載され、当該自動車の周辺に存在する自動車、通行人あるいはガードレールを観測対象としている。図１において、レーダ装置１は、処理部１１、第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂを備えている。なお、図１には、２つのレーダを備えたレーダ装置が記載されているが、これは一例である。レーダ装置１は、３つ以上のレーダを備えた構成であってもよい。また、第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂは、同一の観測対象を検出できる場所であれば、近傍に配置されてもよいし、離れて配置されてもよい。

第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂは、時間の経過に伴って周波数が直線的に変化する周波数変調信号をレーダ信号として送信し、観測対象において反射されたレーダ信号の反射波を受信する。処理部１１は、レーダ信号の送信周期およびレーダ信号の送信波形を決めるパラメータを指定する制御信号を第１のレーダ１２ａと第２のレーダ１２ｂに出力する。第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂは、処理部１１からの制御信号に従って、時間の経過に伴った周波数の勾配が互いに異なる送信波形のレーダ信号を空間に送信する。

第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂは、送信したレーダ信号の周波数と受信した反射波の周波数との差分の周波数を有したビート信号のデジタルデータを用いて、観測対象までの距離および観測対象との相対速度を示す距離速度情報を算出する。処理部１１は、第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂによって算出された距離速度情報に基づいて観測対象を検出する。

図２は、処理部１１の構成を示すブロック図である。図２において、処理部１１は、制御処理部２１および検出処理部２２を備えている。制御処理部２１は、レーダごとに対応する制御信号を、第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂに出力する。検出処理部２２は、第１のレーダ１２ａから出力された距離速度情報と第２のレーダ１２ｂから出力された距離速度情報との比較結果に基づいて、距離速度情報に含まれる観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とを判別する。電磁ノイズは、レーダ装置１を搭載する車両の速度に対するドップラ周波数とは異なる周波数を有しており、クラッタとして抑圧できないノイズである。

図３は、第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂの各構成を示すブロック図である。図３に示すように、第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂは、レーダ制御部３１、信号源３２、分配部３３、送信アンテナ３４、受信アンテナ３５、周波数混合部３６、アナログデジタル変換器（以下、ＡＤＣと記載する）３７および算出部３８を備えている。

レーダ制御部３１は、制御処理部２１からの制御信号によって指定されたレーダ信号の送信周期およびレーダ信号の送信波形を決めるパラメータを信号源３２に出力し、レーダ信号の送信周期を算出部３８に出力する。信号源３２は、レーダ制御部３１から入力した送信周期に従って、時間の経過に伴って周波数が変化する周波数変調信号をレーダ信号として分配部３３に断続的に繰り返し出力する。分配部３３は、信号源３２から出力されたレーダ信号を送信アンテナ３４と周波数混合部３６とに分配する。

送信アンテナ３４は、分配部３３から出力されたレーダ信号の電磁波を空間に放射するアンテナである。受信アンテナ３５は、観測対象においてレーダ信号が反射した反射波を受信するアンテナである。受信アンテナ３５によって受信された反射波の受信信号は、周波数混合部３６に出力される。周波数混合部３６は、分配部３３から出力されたレーダ信号である局部発振信号の周波数と受信アンテナ３５によって受信された反射波の周波数とを周波数混合することにより、レーダ信号の周波数と反射波の周波数との差分の周波数を有したビート信号を生成するビート信号生成部である。

ＡＤＣ３７は、周波数混合部３６によって生成されたビート信号をアナログデータからデジタルデータに変換する変換部である。レーダ制御部３１によって指定された送信周期ごとに信号源３２から断続的に繰り返しレーダ信号が出力されるので、周波数混合部３６は、送信周期ごとにビート信号を生成する。これにより、ＡＤＣ３７は、送信周期ごとの複数のビート信号をデジタルデータに変換し、変換した複数のデジタルデータを順次算出部３８へ出力する。

算出部３８は、ＡＤＣ３７から出力されたビート信号のデジタルデータを、距離方向にフーリエ変換することにより第１の周波数スペクトルを算出し、第１の周波数スペクトルを、相対速度方向にフーリエ変換することにより第２の周波数スペクトルを算出する。さらに、算出部３８は、第２の周波数スペクトルにおけるピーク値に対応したビート周波数およびドップラ周波数に基づいて、距離速度情報をレーダごとに算出する。算出部３８によって算出された距離速度情報は、検出処理部２２に出力される。

図３には、増幅器およびフィルタといった一般的なレーダが有する構成の記載が省略されている。例えば、送信アンテナ３４の入力側または受信アンテナ３５の出力側に増幅器が配置されてもよいし、送信アンテナ３４の入力側または周波数混合部３６の出力側にフィルタが配置されてもよい。なお、図３に示した第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂは、送信アンテナ３４および受信アンテナ３５を１つずつ有しているが、送信アンテナ３４および受信アンテナ３５を２つ以上有したレーダであってもよい。

図４は、算出部３８の構成を示すブロック図である。図４において、算出部３８は、第１のスペクトル算出部４１、第２のスペクトル算出部４２、周波数抽出部４３および距離速度情報算出部４４を備えている。第１のスペクトル算出部４１は、ＡＤＣ３７から断続的に繰り返し出力されたデジタルデータのうち、レーダ制御部３１から指定された送信周期ごとのデジタルデータを距離方向にフーリエ変換することにより、複数の第１の周波数スペクトルを算出する。第２のスペクトル算出部４２は、第１のスペクトル算出部４１によって算出された複数の第１の周波数スペクトルを相対速度方向にフーリエ変換することにより、第２の周波数スペクトルを算出する。

周波数抽出部４３は、第２の周波数スペクトルにおけるピーク値に対応するビート周波数およびドップラ周波数を抽出する。距離速度情報算出部４４は、周波数抽出部４３から出力されたビート周波数に基づいて観測対象までの距離を算出し、周波数抽出部４３から出力されたドップラ周波数に基づいて観測対象との相対速度を算出し、算出した距離および相対速度を示す距離速度情報を算出する。距離速度情報算出部４４によって算出された距離速度情報は、検出処理部２２へ出力される。

図５は、実施の形態１に係る観測対象検出方法を示すフローチャートである。
第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂが、時間の経過に伴った周波数の勾配が互いに異なる周波数変調信号をレーダ信号として送信周期ごとに送信し、観測対象において反射したレーダ信号の反射波を受信する。

第１のレーダ１２ａと第２のレーダ１２ｂとが備える各算出部３８が、距離速度情報を算出する（ステップＳＴ１）。例えば、第１のレーダ１２ａが備える算出部３８が、レーダ信号の周波数と当該レーダ信号の反射波の周波数との差分の周波数を有するビート信号のデジタルデータを取得し、取得したデジタルデータを距離方向にフーリエ変換することにより、送信周期ごとの複数の第１の周波数スペクトルを算出する。算出部３８は、複数の第１の周波数スペクトルを相対速度方向にフーリエ変換することにより、第２の周波数スペクトルを算出する。そして、算出部３８は、第２の周波数スペクトルにおけるピーク値に対応したビート周波数およびドップラ周波数に基づいて、観測対象に関する距離速度情報を算出する。第２のレーダ１２ｂにおいても同様の手順によって、同一の観測対象に関する距離速度情報が算出される。

次に、処理部１１が、第１のレーダ１２ａから出力された距離速度情報と第２のレーダ１２ｂから出力された距離速度情報とを比較し、これらが示す距離および相対速度が一致するか否かを判定する（ステップＳＴ２）。処理部１１は、これらが示す距離および相対速度が一致すると判定した場合（ステップＳＴ２；ＹＥＳ）、距離速度情報が示す距離と相対速度を、観測対象までの距離および観測対象との相対速度の検出結果であると判別する（ステップＳＴ３）。また、処理部１１は、これらが示す距離および相対速度が一致しないと判定した場合（ステップＳＴ２；ＮＯ）、距離速度情報が示す距離と相対速度を、電磁ノイズによる誤検出結果であると判別する（ステップＳＴ４）。

図６は、図５のステップＳＴ１の詳細な処理を示すフローチャートである。また、図７は、第１のレーダ１２ａが備える算出部３８による距離速度情報の算出処理の概要を示す説明図である。図８は、第２のレーダ１２ｂが備える算出部３８による距離速度情報の算出処理の概要を示す説明図である。図９は、実施の形態１における検出結果の判定処理の概要を示す説明図である。

Ｌｏ（１）ａ，Ｌｏ（２）ａ，Ｌｏ（３）ａ，・・・，Ｌｏ（Ｋ）ａは、第１のレーダ１２ａにおいて、分配部３３から周波数混合部３６に出力された局部発振信号（レーダ信号）である。Ｒｘ（１）ａ，Ｒｘ（２）ａ，Ｒｘ（３）ａ，・・・，Ｒｘ（Ｋ）ａは、第１のレーダ１２ａにおいて、受信アンテナ３５から周波数混合部３６に出力された、観測対象において反射したレーダ信号の反射波の受信信号である。なお、Ｋは、１フレーム分のレーダ信号の出力回数であり、２以上の整数である。

図７において破線で示すように、ＡＤＣ３７には、例えば、周波数が一定の連続波の電磁ノイズが入力されている。信号取得期間Ａは、第１のスペクトル算出部４１がＡＤＣ３７からビート信号Ａのデジタルデータを取得する期間である。また、信号取得期間Ａは、信号源３２からレーダ信号が出力される送信周期に含まれる。信号取得期間Ａの長さは、第１のレーダ１２ａにおける局部発振信号の１周期と概ね同じ長さであるか、それ未満の長さである。Ｔａは、局部発振信号Ｌｏ（ｋ）ａ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）の掃引時間であり、マイクロ秒オーダーの時間である。ＢＷａは、局部発振信号Ｌｏ（ｋ）ａの周波数帯域幅である。

図７においては、説明の簡単のため、レーダ装置１の観測対象が一つである場合を示している。ただし、レーダ装置１の観測対象は２つ以上であってもよい。また、周波数が一定の連続波である一つの電磁ノイズを示したが、周波数が一定の連続波である複数の電磁ノイズがＡＤＣ３７に入力されてもよい。

第１のスペクトル算出部４１は、レーダ制御部３１から指定されたレーダ信号の送信周期に含まれる信号取得期間Ａにおいて、ＡＤＣ３７から出力されたデジタルデータを取得し、信号取得期間Ａに取得したビート信号Ａのデジタルデータを距離方向にフーリエ変換することにより、第１の周波数スペクトルを算出する（ステップＳＴ１ａ）。図７および図８において、ＦＦＴ（１）は、距離方向の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を示している。ビート信号Ａのデジタルデータを距離方向にフーリエ変換することにより、反射波の受信信号Ｒｘ（ｋ）ａ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）のスペクトル値が下記式（１）に示すビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}に積算される。下記式（１）において、Ｒは、レーダ装置１から観測対象までの距離であり、ｃは光速である。第１の周波数スペクトルにおいて、観測対象に対応したスペクトル値が、対応するビート周波数の値に積算される。

ビート信号Ａのデジタルデータが距離方向にフーリエ変換されると、電磁ノイズに対応するスペクトル値は、第１の周波数スペクトルにおける電磁ノイズの周波数Ｆ_ｎ＿ｒに積算される。図７において、信号源３２からのレーダ信号の出力回数がＫ回であるため、第１のスペクトル算出部４１は、互いに異なるＫ個のビート信号のデジタルデータを距離方向にフーリエ変換する。これにより、Ｋ個の第１の周波数スペクトルが算出される。Ｋ個の第１の周波数スペクトルを示すデータは、第２のスペクトル算出部４２へ出力される。

第２のスペクトル算出部４２は、第１のスペクトル算出部４１によって算出されたＫ個の第１の周波数スペクトルを相対速度方向にフーリエ変換することにより、第２の周波数スペクトルを算出する（ステップＳＴ２ａ）。図７および図８において、ＦＦＴ（２）は相対速度方向のＦＦＴを示している。Ｋ個の第１の周波数スペクトルが相対速度方向にフーリエ変換されると、反射波の受信信号Ｒｘ（ｋ）ａに対応するスペクトル値が、下記式（２）に示すドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}に積算される。下記式（２）において、ｆａは、局部発振信号Ｌｏ（ｋ）ａの中心周波数であり、ｖは、レーダ装置１と観測対象との相対速度である。

第２の周波数スペクトルにおいて、レーダ装置１と電磁ノイズの発生源との相対速度に対応するドップラ周波数Ｆ_ｎ＿ｖには、電磁ノイズのスペクトル値が積算される。例えば、図７では、レーダ装置１と電磁ノイズの発生源との相対速度が０であるため、第２の周波数スペクトルにおいて、電磁ノイズに対応するスペクトル値が、０の相対速度に対応するドップラ周波数Ｆ_ｎ＿ｖに積算される。ただし、これは一例に過ぎず、電磁ノイズに対応するスペクトル値が、レーダ装置１と電磁ノイズの発生源との相対速度が０以外の相対速度に対応するドップラ周波数に積算されることもある。図７に示した例では、連続波の電磁ノイズがＡＤＣ３７に入力しており、電磁ノイズの周波数は変化しない。このため、電磁ノイズに対応するスペクトル値が、電磁ノイズの周波数Ｆ_ｎ＿ｒに積算される。

続いて、周波数抽出部４３は、第２の周波数スペクトルに含まれる複数のスペクトル値からピーク値を検出し、ピーク値に対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}およびドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}を抽出する（ステップＳＴ３ａ）。例えば、周波数抽出部４３は、一定誤警報率（ＣＦＡＲ）処理を用いてピーク値を検出する。

ピーク値に対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}は、レーダ装置１から観測対象までの距離に対応するビート周波数であり、ピーク値に対応するドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}は、レーダ装置１と観測対象との相対速度に対応するドップラ周波数である。周波数抽出部４３によって抽出されたビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}およびドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}は、距離速度情報算出部４４に出力される。

電磁ノイズが発生している状況において、周波数抽出部４３は、電磁ノイズに対応するスペクトル値もピーク値として検出してしまう。この場合、電磁ノイズの周波数Ｆ_ｎ＿ｒがビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}と誤検出されて距離速度情報算出部４４に出力される。さらに、周波数抽出部４３は、レーダ装置１と電磁ノイズの発生源との相対速度に対応するドップラ周波数Ｆ_ｎ＿ｖについても、レーダ装置１と観測対象との相対速度に対応するドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}と誤検出して距離速度情報算出部４４に出力してしまう。

次に、距離速度情報算出部４４は、第２の周波数スペクトルから抽出されたピーク値に対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}およびドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}に基づいて、レーダ装置１から観測対象までの距離Ｒと、レーダ装置１と観測対象との相対速度ｖとを示す距離速度情報を算出する（ステップＳＴ４ａ）。例えば、距離速度情報算出部４４は、ピーク値に対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}を用いて、下記式（３）に従い、レーダ装置１から観測対象までの距離Ｒを算出する。

さらに、距離速度情報算出部４４は、第２の周波数スペクトルから抽出されたピーク値に対応するドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}を用いて、下記式（４）に従い、レーダ装置１と観測対象との相対速度ｖを算出する。距離速度情報算出部４４は、距離Ｒおよび相対速度ｖを示す距離速度情報を生成し、第１のレーダ１２ａによって検出された観測対象に対応する距離速度情報として検出処理部２２に出力する。

距離速度情報算出部４４には、電磁ノイズの周波数Ｆ_ｎ＿ｒがビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}として入力される。このため、距離速度情報算出部４４から検出処理部２２に出力される距離速度情報には、電磁ノイズによる距離Ｒの誤検出結果である、距離Ｒ_ｎ＿ａも含まれる。距離Ｒ_ｎ＿ａは、下記式（５）を用いて算出される。

さらに、距離速度情報算出部４４には、レーダ装置１と電磁ノイズの発生源との相対速度に対応するドップラ周波数Ｆ_ｎ＿ｖがドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}として入力される。このため、距離速度情報算出部４４から検出処理部２２に出力される距離速度情報には、電磁ノイズによる相対速度ｖの誤検出結果である相対速度ｖ_ｎ＿ａも含まれる。相対速度ｖ_ｎ＿ａは、下記式（６）を用いて算出される。

Ｌｏ（１）ｂ，Ｌｏ（２）ｂ，Ｌｏ（３）ｂ，・・・，Ｌｏ（Ｋ）ｂは、第２のレーダ１２ｂにおいて、分配部３３から周波数混合部３６に出力された局部発振信号（レーダ信号）である。Ｒｘ（１）ｂ，Ｒｘ（２）ｂ，Ｒｘ（３）ｂ，・・・，Ｒｘ（Ｋ）ｂは、第２のレーダ１２ｂにおいて、受信アンテナ３５から周波数混合部３６に出力された反射波の受信信号である。Ｋは、１フレーム分のレーダ信号の出力回数であり、２以上の整数である。

図８において破線で示すように、ＡＤＣ３７には、例えば、周波数が一定の連続波の電磁ノイズが入力されている。信号取得期間Ｂは、第１のスペクトル算出部４１がＡＤＣ３７からビート信号Ｂのデジタルデータを取得する期間である。また、信号取得期間Ｂは、信号源３２からレーダ信号が出力される送信周期に含まれている。信号取得期間Ｂの長さは、第２のレーダ１２ｂにおける局部発振信号の１周期と概ね同じ長さであるか、それ未満の長さである。

また、Ｔｂは、局部発振信号Ｌｏ（ｋ）ｂ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）の掃引時間であり、マイクロ秒オーダーの時間である。ＢＷｂは、局部発振信号Ｌｏ（ｋ）ｂの周波数帯域幅である。第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂによって送信される周波数変調信号において互いに異なる勾配を実現するために、掃引時間Ｔａと掃引時間Ｔｂが等しい時間とされ、第２のレーダ１２ｂによって送信される周波数変調信号の周波数帯域幅ＢＷｂが第１のレーダ１２ａによって送信される周波数変調信号の周波数帯域幅ＢＷａの２倍に設定されている。ただし、これは一例に過ぎず、周波数帯域幅は２倍でなくてもよい。また、第１のレーダ１２ａと第２のレーダ１２ｂとで送信するレーダ信号の周波数の掃引時間を変えることによって、互いに異なる勾配の周波数変調信号の送信波形を実現することができる。

第２のレーダ１２ｂにおいて、距離速度情報算出部４４は、周波数抽出部４３によって抽出されたピーク値に対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ｂ}とドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ｂ}とに基づいて、レーダ装置１から観測対象までの距離Ｒおよびレーダ装置１と観測対象との相対速度ｖを示す距離速度情報を算出する。第１のレーダ１２ａと同様に、距離速度情報算出部４４は、ピーク値に対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ｂ}を用いて、上記式（３）に従い、レーダ装置１から観測対象までの距離Ｒを算出する。

距離速度情報算出部４４は、ピーク値に対応するドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ｂ}を用いて、上記式（４）に従い、レーダ装置１と観測対象との相対速度ｖを算出する。距離速度情報算出部４４は、距離Ｒおよび相対速度ｖを示す距離速度情報を生成することにより、第２のレーダ１２ｂによって検出された観測対象に対応する距離速度情報として検出処理部２２に出力する。

距離速度情報算出部４４には、電磁ノイズの周波数Ｆ_ｎ＿ｒがビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ｂ}として入力される。このため、距離速度情報算出部４４から検出処理部２２に出力される距離速度情報には、電磁ノイズによる距離Ｒの誤検出結果である距離Ｒ_ｎ＿ｂも含まれる。距離Ｒ_ｎ＿ｂは、下記式（７）を用いて算出される。

距離速度情報算出部４４には、レーダ装置１と電磁ノイズの発生源との相対速度に対応するドップラ周波数Ｆ_ｎ＿ｖがドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ｂ}として入力される。このため、距離速度情報算出部４４から検出処理部２２に出力される距離速度情報には、電磁ノイズによる相対速度ｖの誤検出結果である相対速度ｖ_ｎ＿ｂも含まれる。相対速度ｖ_ｎ＿ｂは、下記式（８）を用いて算出される。

第１のレーダ１２ａが備える算出部３８によって算出された第２の周波数スペクトルと第２のレーダ１２ｂが備える算出部３８によって算出された第２の周波数スペクトルとを比較すると、図９に示すように、第１のレーダ１２ａを用いて検出された観測対象に対応するスペクトル値と第２のレーダ１２ｂを用いて検出された観測対象に対応するスペクトル値とが重なった値（一致した値）となる。検出処理部２２は、一致すると判定した距離速度情報が示す距離および相対速度を、観測対象までの距離Ｒおよび観測対象との相対速度ｖを示す観測対象の検出結果であると判別する。

図７および図８において、掃引時間Ｔａと掃引時間Ｔｂとが等しい時間とされ、周波数帯域幅ＢＷｂが周波数帯域幅ＢＷａの２倍に設定されている。このため、図９に示すように、第１のレーダ１２ａにおける誤検出結果である距離Ｒ_ｎ＿ａと、第２のレーダ１２ｂにおける誤検出結果である距離Ｒ_ｎ＿ｂは、Ｒ_ｎ＿ａ＝２Ｒ_ｎ＿ｂの関係となっている。検出処理部２２は、このように一致しないと判定した距離速度情報が示す距離および相対速度を、電磁ノイズによる誤検出結果であると判別する。

以上のように、実施の形態１に係るレーダ装置１において、第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂによって、周波数の勾配が互いに異なる周波数変調信号がレーダ信号として送信され、観測対象において反射されたレーダ信号の反射波が受信される。レーダ信号の周波数と反射波の周波数との差分の周波数を有するビート信号のデジタルデータを用いて、観測対象までの距離Ｒおよび観測対象との相対速度ｖを示す距離速度情報が、レーダごとに算出される。第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂによって算出された距離速度情報の比較結果に基づいて、距離速度情報に含まれる、観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とが判別される。レーダ信号として送信される周波数変調信号の周波数の勾配が互いに異なるので、第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂは互いに異なる距離分解能となる。電磁ノイズによる距離および相対速度の誤検出結果は、この距離分解能の違いに応じてレーダごとに異なる値になり一致しない。これに対して、第１のレーダ１２ａおよび第２のレーダ１２ｂによる同一の観測対象に関する距離および相対速度の検出結果は、距離分解能に違いがあっても、ほぼ同じ値となる。これにより、レーダ装置１は、距離速度情報に含まれる観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とを判別することができる。また、レーダ装置１は、電磁ノイズによる誤検出結果を含まない距離速度情報を生成可能であるので、観測対象の検出精度の劣化が軽減される。さらに、距離速度情報は、１フレームに含まれる複数のレーダ信号に基づいて算出されるので、レーダ装置１は、１フレーム分の信号処理で観測対象の検出を行うことができる。

実施の形態２．
図１０は、実施の形態２に係るレーダ装置１Ａの構成を示すブロック図である。レーダ装置１Ａは、処理部１３、第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂを備えている。なお、図１０には、２つのレーダを備えたレーダ装置が記載されているが、これは一例である。レーダ装置１Ａは、３つ以上のレーダを備えた構成であってもよい。また、第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂは、同一の観測対象を観測できる場所であれば、近傍に配置されてもよいし、離れて配置されてもよい。

第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂは、時間の経過に伴って周波数が直線的に変化する周波数変調信号をレーダ信号として送信し、観測対象において反射されたレーダ信号の反射波を受信する。処理部１３は、レーダ信号の送信周期およびレーダ信号の送信波形を決めるパラメータを指定するための制御信号を第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂに出力する。第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂは、処理部１３からの制御信号に従って、時間の経過に伴った周波数の勾配が互いに異なるレーダ信号を空間に送信する。

第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂは、レーダ信号の周波数と反射波の周波数との差分の周波数を有するビート信号を生成し、生成したビート信号をデジタルデータに変換して処理部１３に出力する。処理部１３は、第１のレーダ１４ａと第２のレーダ１４ｂとから出力されたビート信号のデジタルデータを用いて、観測対象までの距離および観測対象との相対速度を示す距離速度情報を算出し、これらの距離速度情報に基づいて、観測対象を検出する。

図１１は、第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂの各構成を示すブロック図である。図１１に示すように、第１のレーダ１４ａと第２のレーダ１４ｂは、レーダ制御部３１、信号源３２、分配部３３、送信アンテナ３４、受信アンテナ３５、周波数混合部３６およびＡＤＣ３７を備えるが、算出部を備えていない。ＡＤＣ３７によって変換されたビート信号のデジタルデータは、処理部１３に出力される。なお、レーダ制御部３１、信号源３２、分配部３３、送信アンテナ３４、受信アンテナ３５、周波数混合部３６およびＡＤＣ３７は、実施の形態１と同様に動作する。

図１２は、処理部１３の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、処理部１３は、制御処理部２１、検出処理部２２、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂを備えている。制御処理部２１は、レーダごとに対応する制御信号を第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂに出力する。検出処理部２２は、第１の算出部３８ａから出力された距離速度情報と、第２の算出部３８ｂから出力された距離速度情報との比較結果に基づいて、距離速度情報に含まれる観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とを判別する。

第１の算出部３８ａは、第１のレーダ１４ａに対応して設けられた算出部であり、第２の算出部３８ｂは、第２のレーダ１４ｂに対応して設けられた算出部である。第１の算出部３８ａと第２の算出部３８ｂは、図４に示した算出部３８と同様に、第１のスペクトル算出部４１、第２のスペクトル算出部４２、周波数抽出部４３および距離速度情報算出部４４を備える。制御処理部２１から第１のレーダ１４ａへ出力される制御信号は、第１の算出部３８ａに対しても出力され、制御処理部２１から第２のレーダ１４ｂへ出力される制御信号は、第２の算出部３８ｂに対しても出力される。なお、図１２では、第２の算出部３８ｂは、第１の算出部３８ａを介して制御信号を入力する場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第２の算出部３８ｂと制御処理部２１との間が信号伝送可能に接続され、第２の算出部３８ｂが、制御処理部２１から制御信号を直接入力してもよい。

第１の算出部３８ａは、制御処理部２１からの制御信号および第１のレーダ１４ａからのビート信号のデジタルデータを用いて、第１のスペクトル算出部４１、第２のスペクトル算出部４２、周波数抽出部４３および距離速度情報算出部４４が、図６に示した手順に従って距離速度情報を算出する。第２の算出部３８ｂは、制御処理部２１からの制御信号および第２のレーダ１４ｂからのビート信号のデジタルデータを用いて、第１のスペクトル算出部４１、第２のスペクトル算出部４２、周波数抽出部４３および距離速度情報算出部４４が、図６に示した手順に従って距離速度情報を算出する。

図１３は、図１２の処理部１３の変形例である処理部１３Ａの構成を示すブロック図である。図１３に示すように、処理部１３Ａは、制御処理部２１、検出処理部２２、第１の算出部２３および第２の算出部２４を備えている。制御処理部２１は、レーダごとに対応する制御信号を第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂに出力する。検出処理部２２は、第１の算出部２３から出力された距離速度情報と第２の算出部２４から出力された距離速度情報との比較結果に基づいて、距離速度情報に含まれる、観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とを判別する。

第１の算出部２３は、第１のレーダ１４ａに対応して設けられた算出部であり、第２の算出部２４は、第２のレーダ１４ｂに対応して設けられた算出部である。制御処理部２１から第１のレーダ１４ａへ出力される制御信号は、第１の算出部２３にも出力され、制御処理部２１から第２のレーダ１４ｂへ出力される制御信号は、第２の算出部２４にも出力される。なお、図１３では、第２の算出部２４は、第１の算出部２３を介して制御信号を入力する場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第２の算出部２４と制御処理部２１との間が信号伝送可能に接続され、第２の算出部２４が、制御処理部２１から制御信号を直接入力してもよい。

図１４は、第１の算出部２３の構成を示すブロック図である。図１４に示すように、第１の算出部２３は、第１のスペクトル算出部４１ａ、第２のスペクトル算出部４２ａ、周波数抽出部４３ａおよび距離速度情報算出部４４ａを備えている。第１のスペクトル算出部４１ａは、第１のレーダ１４ａが備えるＡＤＣ３７から出力されるビート信号のデジタルデータのうち、制御信号が示すレーダ信号の送信周期ごとのデジタルデータを距離方向にフーリエ変換することにより、複数の第１の周波数スペクトルを算出する。また、第１のスペクトル算出部４１ａは、制御処理部２１から第２のレーダ１４ｂへの制御信号を、第２の算出部２４に出力する。

第２のスペクトル算出部４２ａは、第１のスペクトル算出部４１ａによって算出された複数の第１の周波数スペクトルを相対速度方向にフーリエ変換することにより、第２の周波数スペクトルを算出する。周波数抽出部４３ａは、第２の周波数スペクトルのピーク値に対応するビート周波数およびドップラ周波数を抽出し、抽出したビート周波数およびドップラ周波数を距離速度情報算出部４４ａに出力する。さらに、周波数抽出部４３ａは、抽出したビート周波数を第２の算出部２４にも出力する。

距離速度情報算出部４４ａは、周波数抽出部４３ａから出力されたビート周波数に基づいて観測対象までの距離Ｒを算出し、周波数抽出部４３ａから出力されたドップラ周波数に基づいて観測対象との相対速度ｖを算出する。距離速度情報算出部４４ａは、算出した距離Ｒおよび相対速度ｖを示す距離速度情報を、検出処理部２２に出力する。

図１５は、第２の算出部２４の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、第２の算出部２４は、第１のスペクトル算出部４１ｂ、第２のスペクトル算出部４２ｂ、周波数抽出部４３ｂおよび距離速度情報算出部４４ｂを備えている。第１のスペクトル算出部４１ｂは、第２のレーダ１４ｂが備えるＡＤＣ３７から出力されるビート信号のデジタルデータのうち、第１の算出部２３を介して入力した制御信号が示すレーダ信号の送信周期ごとのデジタルデータを距離方向にフーリエ変換することにより、複数の第１の周波数スペクトルを算出する。

第２のスペクトル算出部４２ｂは、第１のスペクトル算出部４１ｂによって算出された複数の第１の周波数スペクトルに含まれる複数のスペクトル値のうち、周波数抽出部４３ａによって抽出されたビート周波数に対応するスペクトル値のみを相対速度方向にフーリエ変換することにより、第２の周波数スペクトルを算出する。

周波数抽出部４３ｂは、第２の周波数スペクトルにおけるピーク値に対応するビート周波数およびドップラ周波数を抽出し、抽出したビート周波数およびドップラ周波数を距離速度情報算出部４４ｂに出力する。距離速度情報算出部４４ｂは、周波数抽出部４３ｂから出力されたビート周波数に基づいて観測対象までの距離Ｒを算出し、周波数抽出部４３ｂから出力されたドップラ周波数に基づいて観測対象との相対速度ｖを算出する。距離速度情報算出部４４ｂは、距離Ｒおよび相対速度ｖを示す距離速度情報を、検出処理部２２に出力する。

図１６は、第１の算出部２３および第２の算出部２４による処理の概要を示す説明図であり、説明の簡単のために、レーダ装置１Ａの観測対象が一つである場合を示している。ただし、レーダ装置１Ａの観測対象は２つ以上であってもよい。周波数が一定の連続波である一つの電磁ノイズを示したが、周波数が一定の連続波である複数の電磁ノイズがＡＤＣ３７に入力されてもよい。図１６において、ＦＦＴ（１）は、距離方向のフーリエ変換を示しており、ＦＦＴ（２）は、相対速度方向のフーリエ変換を示している。

第１の算出部２３において、第２のスペクトル算出部４２ａは、図７を用いて前述した手順に従い、図１６に示すように、観測対象に対応したスペクトル値および電磁ノイズに対応したスペクトル値を含む第２の周波数スペクトルＡを算出する。周波数抽出部４３ａは、第２の周波数スペクトルＡにおけるピーク値に対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}およびドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}を抽出し、抽出したビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}およびドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ａ}を距離速度情報算出部４４ａに出力し、さらにビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ}を第２の算出部２４に出力する。図１６において、周波数抽出部４３ａから第２の算出部２４へ出力されるビート周波数を示す情報には、観測対象までの距離Ｒに対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ１}に加えて、電磁ノイズの周波数に対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ２}が含まれている。

第２の算出部２４において、第１のスペクトル算出部４１ｂは、図８を用いて前述した手順に従い、ビート信号Ｂのデジタルデータを距離方向にフーリエ変換することにより、図１６に示すように、Ｋ個の第１の周波数スペクトルＢを算出する。Ｋ個の第１の周波数スペクトルＢは、第２のスペクトル算出部４２ｂに出力される。第２のスペクトル算出部４２ｂは、Ｋ個の第１の周波数スペクトルＢに含まれている複数のスペクトル値のうち、周波数抽出部４３ａから出力されたビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ１}およびＦ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ２}に対応するスペクトル値のみを相対速度方向にフーリエ変換することにより、第２の周波数スペクトルＢを算出する。

図１６において、第２のレーダ１４ｂから送信されるレーダ信号（周波数変調信号）の周波数の勾配は、第１のレーダ１４ａから送信されるレーダ信号の周波数の勾配の２倍であり、距離分解能が２倍である。第２のスペクトル算出部４２ｂは、Ｋ個の第１の周波数スペクトルＢに含まれている複数のスペクトル値のうち、ビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ１}およびＦ_{ｓｂ＿ｒ＿ａ２}に対応する４カ所のスペクトル値を相対速度方向にフーリエ変換することにより、図１６に示すように、４つの第２の周波数スペクトルＢを算出する。

周波数抽出部４３ｂは、４つの第２の周波数スペクトルＢにおけるピーク値に対応するビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ｂ}およびドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ｂ}を抽出し、抽出したビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ｂ}およびドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ｂ}を距離速度情報算出部４４ｂに出力する。距離速度情報算出部４４ｂは、４つの第２の周波数スペクトルＢから抽出されたビート周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｒ＿ｂ}およびドップラ周波数Ｆ_{ｓｂ＿ｖ＿ｂ}を用い、上記式（３）から上記式（６）に従い、距離速度情報を算出する。

検出処理部２２は、第１の算出部２３からの距離速度情報と、第２の算出部２４からの距離速度情報との比較結果に基づいて、距離速度情報に含まれる、観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とを判別する。例えば、検出処理部２２は、両方の距離速度情報が示す距離および相対速度が一致すると判定した場合、これらの距離速度情報が示す距離および相対速度を観測対象の検出結果であると判別する。また、検出処理部２２は、距離速度情報が示す距離および相対速度が一致しないと判定した場合、電磁ノイズによる誤検出結果であると判別する。

次に、レーダ装置１Ａの機能を実現するハードウェア構成について説明する。
レーダ装置１Ａにおける制御処理部２１、検出処理部２２、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂの各機能は、処理回路により実現される。すなわち、レーダ装置１Ａは、図５に示したステップＳＴ１からステップＳＴ４までの各処理を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。

図１７Ａは、図１０のレーダ装置１Ａの機能を実現するハードウェア構成示すブロック図である。また、図１７Ｂは、図１０のレーダ装置１Ａの機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図１７Ａおよび図１７Ｂにおいて、入力インタフェース１００は、例えば、第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂから出力されたビート信号のデジタルデータを中継して処理部１３に入力するインタフェースである。出力インタフェース１０１は、処理部１３から出力された制御信号を中継して第１のレーダ１４ａおよび第２のレーダ１４ｂに出力するインタフェースである。

処理回路が図１７Ａに示す専用のハードウェアの処理回路１０２である場合、処理回路１０２は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものが該当する。レーダ装置１Ａにおける、制御処理部２１、検出処理部２２、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂの機能を、別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。

処理回路が図１７Ｂに示すプロセッサ１０３である場合、レーダ装置１Ａにおける制御処理部２１、検出処理部２２、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂの機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されてメモリ１０４に記憶される。

プロセッサ１０３は、メモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、レーダ装置１における制御処理部２１、検出処理部２２、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂの機能を実現する。例えば、レーダ装置１Ａは、プロセッサ１０３によって実行されるときに、図５に示したフローチャートにおけるステップＳＴ１からステップＳＴ４の処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０４を備える。これらのプログラムは、制御処理部２１、検出処理部２２、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂの手順または方法をコンピュータに実行させる。メモリ１０４は、コンピュータを、制御処理部２１、検出処理部２２、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂとして機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。

メモリ１０４は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）といった不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。

レーダ装置１Ａにおける制御処理部２１、検出処理部２２、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂの機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアによって実現してもよい。例えば、制御処理部２１および検出処理部２２は、専用のハードウェアである処理回路１０２によって機能を実現し、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂは、プロセッサ１０３がメモリ１０４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りその機能を実現する。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせにより上記機能を実現することができる。

以上のように、実施の形態２に係るレーダ装置１Ａにおいて、処理部１３が、第１の算出部３８ａおよび第２の算出部３８ｂを備える。第１の算出部３８ａは、第１のレーダ１４ａから出力されたビート信号のデジタルデータを用いて距離速度情報を算出し、第２の算出部３８ｂは、第２のレーダ１４ｂから出力されたビート信号のデジタルデータを用いて距離速度情報を算出する。処理部１３は、第１の算出部３８ａによって算出された距離速度情報と、第２の算出部３８ｂによって算出された距離速度情報とを用いて、観測対象の検出結果および誤検出結果を判別する。これにより、レーダ装置１Ａは、実施の形態１と同様に、電磁ノイズによる誤検出を判別することができる。

また、実施の形態２に係るレーダ装置１Ａにおいては、第２のスペクトル算出部４２ｂが、第１の周波数スペクトルＢのデジタルデータのうち、周波数抽出部４３ａによって抽出されたビート周波数に対応するデジタルデータを相対速度方向にフーリエ変換することにより、第２の周波数スペクトルＢを算出する。周波数抽出部４３ａは、第２の周波数スペクトルＢのピーク値に対応するビート周波数およびドップラ周波数を抽出し、抽出したビート周波数を第２のスペクトル算出部４２ｂに出力する。これにより、レーダ装置１Ａは、実施の形態１に係るレーダ装置１に比べて、第２の周波数スペクトルの算出に要する処理負荷を低減できる。ただし、これは一例であり、実施の形態１に示した図４における一方のレーダが備える距離速度情報算出部４４によって算出されたビート周波数情報を、このレーダ以外のレーダが備える距離速度情報算出部４４で用いてもよい。距離速度情報算出部４４から出力するビート周波数情報は、処理部１１を介して、入力してもよいし、レーダから直接入力してもよい。

なお、処理部１３Ａが３つ以上の算出部を備える場合、いずれかの算出部が備える周波数抽出部によって抽出されたビート周波数情報を、残りの算出部がそれぞれ備える第２のスペクトル算出部が用いてもよい。

実施の形態３．
図１８は、実施の形態３に係る車載装置の構成を示すブロック図である。車載装置１０は、自動車などの車両に搭載され、図１８に示すように、レーダ装置１または１Ａおよび制御ユニット６０を備える。制御ユニット６０は、自動車のエンジン、ステアリング、ブレーキまたは各種のセンサを制御する。各種のセンサには、レーダ装置１または１Ａとは別に設けられたレーダ装置、ライダ、カメラまたは超音波センサなどがある。

制御ユニット６０は、制御対象装置における電磁ノイズ情報を取得し、電磁ノイズ情報をレーダ装置１または１Ａに出力する。電磁ノイズ情報は、電磁ノイズの存在を示す情報であってもよいし、電磁ノイズの周波数を示す情報であってもよい。レーダ装置１または１Ａにおいて、第１のレーダおよび第２のレーダは、互いに独立した個別動作または協調動作を行う。協調動作は、例えば、レーダ同士を協調させて観測対象の検出機能を高分解能化させる動作である。

レーダ装置１または１Ａは、第１のレーダおよび第２のレーダによって、周波数の勾配が互いに異なる周波数変調信号をレーダ信号として送信させる。レーダ装置１または１Ａが備える算出部は、第１の周波数スペクトルおよび第２の周波数スペクトルを算出し、第２の周波数スペクトルのピーク値に対応したビート周波数およびドップラ周波数に基づいて、距離速度情報をレーダごとに算出する。レーダ装置１または１Ａが備える処理部は、レーダごとに算出された距離速度情報の比較結果に基づいて、距離速度情報に含まれる、観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とを判別する。

例えば、レーダ装置１または１Ａは、制御ユニット６０から電磁ノイズ情報を取得する前段階、電磁ノイズが発生していない状況において、第１のレーダおよび第２のレーダを個別に動作させて、周波数の勾配が同一の周波数変調信号を送信することで、観測対象の検出を行う。電磁ノイズが発生して制御ユニット６０から電磁ノイズ情報を取得すると、レーダ装置１または１Ａは、第１のレーダおよび第２のレーダを協調動作させて、周波数の勾配が互いに異なる周波数変調信号を送信することで、実施の形態１または実施の形態２で説明した観測対象の検出を行う。レーダ装置１または１Ａは、距離速度情報に含まれる観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果とを判別するので、観測対象の検出結果のみが出力される。このように、電磁ノイズの発生有無に応じてレーダ装置１または１Ａの処理を切り換えることで、レーダ装置のリソースを有効に利用することができる。

レーダ装置１または１Ａが備える処理部は、観測対象までの距離Ｒおよび観測対象との相対速度ｖを制御ユニット６０に出力してもよいし、電磁ノイズによる誤検出結果を制御ユニット６０に出力してもよい。例えば、制御ユニット６０は、距離Ｒおよび相対速度ｖを用いて、車載装置１０を搭載した自動車から観測対象までの距離を予測し、予測結果に基づいて自動車と観測対象とが接触する可能性を判定する。制御ユニット６０は、自動車と観測対象とが接触する可能性が高いと判定した場合に、観測対象との接触が回避されるように自動車の走行を制御する。例えば、制御ユニット６０は、自動車のブレーキを作動させるか、ステアリングを制御して自動車の進行方向を切り換える。

制御ユニット６０は、各種のセンサによって検出された自動車の周辺に存在する物体の検出情報と、レーダ装置１または１Ａから取得した観測対象までの距離Ｒおよび観測対象との相対速度ｖとを用いて、自動車の進路の状態を順次予測し、この予測結果に基づいて自動車の自動運転を実行することができる。

レーダ装置１または１Ａは、観測対象の検出結果と電磁ノイズによる誤検出結果を判別するので、観測対象の検出結果のみを出力することができる。しかしながら、電磁ノイズの発生状況によっては、上記判別機能が低下している可能性がある。例えば、第２の周波数スペクトルのうち、電磁ノイズによる誤検出結果に対応するピーク値の数が閾値を超えた場合、レーダ装置１または１Ａが備える処理部は、観測対象の検出結果（距離Ｒおよび相対速度ｖ）の信頼性は低いと判定し、閾値以下である場合には、観測対象の検出結果の信頼性は高いと判定する。

制御ユニット６０は、レーダ装置１または１Ａから取得した観測対象の検出結果の信頼性が高いと判定した場合、観測対象の検出結果が示す距離Ｒおよび相対速度ｖを用いて、自動車の自動運転を実行する。観測対象の検出結果の信頼性が低いと判定した場合、制御ユニット６０は、観測対象の検出結果よりも、自動車に搭載された他のセンサ（例えば、ライダまたはカメラ）の検出結果を優先的に使用して自動運転を実行する。

以上のように、実施の形態３に係る車載装置１０において、制御ユニット６０から電磁ノイズ情報が出力されると、レーダ装置１または１Ａは、第１のレーダおよび第２のレーダによって、周波数の勾配が互いに異なる周波数変調信号をレーダ信号として送信して、実施の形態１または実施の形態２で説明した観測対象の検出を行う。制御ユニット６０によって取得された電磁ノイズ情報に応じて、レーダ装置１または１Ａを動作させることができる。

実施の形態３に係る車載装置１０において、制御ユニット６０は、観測対象までの距離Ｒおよび観測対象との相対速度ｖの検出結果と、電磁ノイズによる誤検出結果に基づいて車両を制御する。これにより、制御ユニット６０は、電磁ノイズの発生状況に応じた車両の制御を行うことができる。

なお、各実施の形態の組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。

本開示に係るレーダ装置は、例えば、車両に搭載されて障害物を検出するセンサとして利用可能である。

１，１Ａ レーダ装置、１０ 車載装置、１１，１３，１３Ａ 処理部、１２ａ，１４ａ 第１のレーダ、１２ｂ，１４ｂ 第２のレーダ、２１ 制御処理部、２２ 検出処理部、２３，３８ａ 第１の算出部、２４，３８ｂ 第２の算出部、３１ レーダ制御部、３２ 信号源、３３ 分配部、３４ 送信アンテナ、３５ 受信アンテナ、３６ 周波数混合部、３７ ＡＤＣ、３８ 算出部、４１，４１ａ，４１ｂ 第１のスペクトル算出部、４２，４２ａ，４２ｂ 第２のスペクトル算出部、４３，４３ａ，４３ｂ 周波数抽出部、４４，４４ａ，４４ｂ 距離速度情報算出部、６０ 制御ユニット、１００ 入力インタフェース、１０１ 出力インタフェース、１０２ 処理回路、１０３ プロセッサ、１０４ メモリ。

Claims (7)

1. 時間の経過に伴って周波数が直線的に変化する周波数変調信号をレーダ信号として送信し、観測対象において反射された前記レーダ信号の反射波を受信する複数のレーダと、
   前記レーダ信号の周波数と前記反射波の周波数との差分の周波数を有するビート信号のデジタルデータを用いて、前記観測対象までの距離および前記観測対象との相対速度を示す距離速度情報を算出する算出部と、
   前記距離速度情報に基づいて前記観測対象を検出する処理部と、
   を備え、
   複数の前記レーダは、時間の経過に伴った周波数の勾配の絶対値の比が１以外になる、互いに異なる前記周波数変調信号を前記レーダ信号として送信し、
   前記算出部は、前記ビート信号のデジタルデータを距離方向にフーリエ変換した第１の周波数スペクトルおよび前記第１の周波数スペクトルを相対速度方向にフーリエ変換した第２の周波数スペクトルを算出し、前記第２の周波数スペクトルにおけるピーク値に対応するビート周波数およびドップラ周波数に基づいて前記距離速度情報を前記レーダごとに算出し、
   前記処理部は、前記レーダごとに算出された前記距離速度情報を比較し、前記距離速度情報に含まれる距離および速度が前記レーダ間で一致すれば、当該距離速度情報に含まれる距離および速度を、前記観測対象までの距離および前記観測対象との相対速度であると判別し、前記距離速度情報に含まれる距離および速度が前記レーダ信号の周波数の勾配の違いに対応した差異によって前記レーダ間で一致しない場合、当該距離速度情報に含まれる距離および速度を、電磁ノイズによる誤検出結果であると判別すること
   を特徴とするレーダ装置。
2. 複数の前記レーダは、
   前記ビート信号を生成するビート信号生成部と、
   前記ビート信号をデジタルデータに変換して出力する変換部と、
   を有し、
   前記算出部は、
   前記変換部から出力された前記ビート信号のデジタルデータを距離方向にフーリエ変換した前記第１の周波数スペクトルを算出する第１のスペクトル算出部と、
   前記第１の周波数スペクトルを相対速度方向にフーリエ変換した前記第２の周波数スペクトルを算出する第２のスペクトル算出部と、
   前記第２の周波数スペクトルから前記ピーク値に対応するビート周波数およびドップラ周波数を抽出する周波数抽出部と、
   前記ピーク値に対応するビート周波数およびドップラ周波数に基づいて、前記距離速度情報を算出する距離速度情報算出部と、
   を有することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
3. 前記処理部は、前記算出部を前記レーダごとに備えたこと
   を特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
4. 前記第２のスペクトル算出部は、前記第１の周波数スペクトルの複数のスペクトル値のうち、前記ピーク値に対応するビート周波数に対応するスペクトル値を、相対速度方向にフーリエ変換することにより、前記第２の周波数スペクトルを算出し、
   前記周波数抽出部は、前記ピーク値に対応するビート周波数およびドップラ周波数を抽出し、抽出したビート周波数を前記第２のスペクトル算出部に出力すること
   を特徴とする請求項３記載のレーダ装置。
5. 複数のレーダによって、時間の経過に伴った周波数の勾配の絶対値の比が１以外になる、互いに異なる周波数変調信号をレーダ信号として送信し、観測対象において反射した前記レーダ信号の反射波を受信するレーダ装置の観測対象検出方法であって、
   算出部が、前記レーダ信号の周波数と前記反射波の周波数との差分の周波数を有するビート信号のデジタルデータを距離方向にフーリエ変換した第１の周波数スペクトルおよび前記第１の周波数スペクトルを相対速度方向にフーリエ変換した第２の周波数スペクトルを算出し、前記第２の周波数スペクトルにおけるピーク値に対応したビート周波数およびドップラ周波数に基づいて、前記観測対象までの距離および前記観測対象との相対速度を示す距離速度情報を前記レーダごとに算出するステップと、
   処理部が、前記レーダごとに算出された前記距離速度情報を比較し、前記距離速度情報に含まれる距離および速度が前記レーダ間で一致すれば、当該距離速度情報に含まれる距離および速度を、前記観測対象までの距離および前記観測対象との相対速度であると判別し、前記距離速度情報に含まれる距離および速度が前記レーダ信号の周波数の勾配の違いに対応した差異によって前記レーダ間で一致しない場合、当該距離速度情報に含まれる距離および速度を、電磁ノイズによる誤検出結果であると判別することステップと、
   を備えたことを特徴とする観測対象検出方法。
6. 車両に搭載された請求項１から請求項４のいずれか１項記載のレーダ装置と、
   前記車両に搭載され、電磁ノイズ情報を取得して前記レーダ装置に出力する制御ユニットと、
   を備え、
   前記制御ユニットから前記電磁ノイズ情報が出力されると、
   複数の前記レーダは、周波数の勾配が互いに異なる周波数変調信号を前記レーダ信号として送信し、
   前記算出部は、前記第１の周波数スペクトルおよび前記第２の周波数スペクトルを算出し、前記第２の周波数スペクトルにおけるピーク値に対応したビート周波数およびドップラ周波数に基づいて、前記距離速度情報を前記レーダごとに算出し、
   前記処理部は、前記レーダごとに算出された前記距離速度情報を比較し、前記距離速度情報に含まれる距離および速度が前記レーダ間で一致すれば、当該距離速度情報に含まれる距離および速度を、前記観測対象までの距離および前記観測対象との相対速度であると判別し、前記距離速度情報に含まれる距離および速度が前記レーダ信号の周波数の勾配の違いに対応した差異によって前記レーダ間で一致しない場合、当該距離速度情報に含まれる距離および速度を、電磁ノイズによる誤検出結果であると判別すること
   を特徴とする車載装置。
7. 前記制御ユニットは、前記処理部から出力された前記観測対象までの距離および前記観測対象との相対速度の検出結果、および、電磁ノイズによる誤検出結果に基づいて、前記車両を制御すること
   を特徴とする請求項６記載の車載装置。

Images