WO2013172427A1 - レーダ装置及びレーダ装置の到来波処理方法 - Google Patents

レーダ装置及びレーダ装置の到来波処理方法 Download PDF

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WO2013172427A1
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佐藤　公一
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present invention relates to a radar device that detects a target based on a result of transmitting and receiving a radar wave, and an incoming wave processing method of the radar device.
  • the radar apparatus includes a transmitter that repeatedly emits a radar wave from a transmission antenna in a transmission cycle of a specified period, and an incoming wave that is generated by reflecting the radar wave radiated from the transmitter. And a receiving unit for receiving with a receiving antenna. And a signal processing unit that detects a target based on a result of transmitting and receiving the radar wave.
  • the position of each target candidate that is, the distance to each target candidate and the direction of each target candidate
  • the received power of the incoming wave corresponding to each target candidate and the relative speed with each target candidate are obtained.
  • the predicted position and speed of one target candidate derived based on the information obtained up to the current transmission cycle is within the reference range from the position and relative speed of the target candidate obtained in the next transmission cycle. If so, it is assumed that the target candidate history is connected. Then, when the connection of the history is realized over a prescribed number of transmission cycles, the target candidate is determined as a target.
  • a wide object such as an uphill with a steep slope or a large truck exists on the traveling path
  • the wide object is highly likely to reflect the radar wave from the radar device.
  • the reflectivity of radar waves on a wide object is not uniform and varies depending on the location. For this reason, in the conventional radar apparatus, the target candidate corresponding to the wide object disappears in the process of repeating the transmission cycle, or the change of the position of each target candidate corresponding to the wide object is within the reference range.
  • the history may not be connected.
  • the conventional radar apparatus has a problem that a wide object cannot be detected as a target, or the position of the detected target becomes unstable.
  • the conventional technology has low reliability for detecting a wide object.
  • the wave number estimating means estimates the number of incoming waves corresponding to each of the targets detected by the target detecting means.
  • the judging means It is determined that the object is a wide object having a length equal to or greater than a specified value along the vehicle width direction.
  • the radar device is likely to detect at least one target corresponding to a wide object and to detect a plurality of incoming waves for the at least one target.
  • this radar device it can be determined that a wide object is present if a plurality of waves are detected. As a result, according to the radar apparatus, the reliability with respect to the detection of a wide object can be improved in the radar apparatus.
  • the transmission / reception means may repeatedly execute a transmission / reception cycle in which a radar wave is transmitted and an incoming wave is received by a reception antenna at a predetermined cycle.
  • the target detection unit may detect the target every time the transmission / reception cycle is executed.
  • the determination unit may determine that the one target is a wide object in the case of a multiple wave detection state over a specified number of transmission / reception cycles that are a specified number of transmission / reception cycles.
  • the target detection means may detect each frequency peak detected based on the result of frequency analysis of the incoming wave received by the receiving antenna as a target.
  • the wave number estimating means may derive the correlation matrix of the received signal at each of the antenna elements for each frequency peak, and estimate the arrival wave number for one target from the result of eigenvalue decomposition of the correlation matrix. .
  • the wave number estimating means may include a ratio deriving means and a state estimating means.
  • the ratio deriving means is an eigenvalue ratio that represents a ratio between a maximum eigenvalue that is the maximum eigenvalue among eigenvalues obtained by eigenvalue decomposition of the correlation matrix and a comparison eigenvalue that is each eigenvalue other than the maximum eigenvalue. Is derived. If the evaluation value based on the derived eigenvalue ratio is greater than or equal to a predetermined threshold value that is defined in advance as a reference indicating that there is one incoming wave for one target, the state estimation means is in a multiple wave detection state. It may be estimated that there is.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a driving support system centered on a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the target recognition process.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the orientation analysis processing.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the processing procedure of the wide object detection processing.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the wide object detection process.
  • FIG. 1 shows an outline of the driving support system 1.
  • the control system 1 is used by being mounted on an automobile, and includes a radar device 30 and a travel support electronic control device (hereinafter referred to as a travel support ECU) 60.
  • a travel support ECU travel support electronic control device
  • the target information in the present embodiment includes the distance from the vehicle (the vehicle on which the radar device according to the present disclosure is mounted) to the detected target and the direction in which the target exists with respect to a predetermined reference axis. (That is, an angle, hereinafter referred to as an arrival direction) and at least a relative speed between the vehicle and the target.
  • the travel support ECU 60 is connected to an alarm buzzer, a monitor, a cruise control switch, a target inter-vehicle setting switch, etc. (not shown), as well as a brake electronic control device (brake ECU) and engine electronics via a LAN communication bus.
  • a control device engine ECU
  • a seat belt electronic control device seat belt ECU
  • the travel support ECU 60 is configured to execute travel support control for supporting the travel of the vehicle based on the target information from the radar device 30.
  • travel support control for example, adaptive cruise control that holds the distance between the preceding vehicle and the vehicle at a preset distance, or the distance between the vehicle and the preceding vehicle is equal to or less than the preset distance. Then, there is a pre-crash safety control that outputs a warning or winds up the seat belt.
  • the radar apparatus 30 includes an oscillator 31, an amplifier 32, a distributor 34, a transmission antenna 36, a reception antenna 40, a reception switch 41, an amplifier 42, a mixer 43, a filter 44, A / A D converter 45 and a signal processing unit 46 are provided, and the FMCW system is configured as a so-called millimeter wave radar device.
  • the oscillator 31 has a high frequency in the millimeter wave band modulated so as to have, as one modulation period, an upstream section in which the frequency linearly increases (gradual increase) with respect to time and a downstream section in which the frequency linearly decreases (gradual decrease). Generate a signal.
  • the amplifier 32 amplifies the high frequency signal generated by the oscillator 31.
  • the distributor 34 distributes the output of the amplifier 32 to the transmission signal Ss and the local signal Ls.
  • the transmission antenna 36 radiates a radar wave corresponding to the transmission signal Ss.
  • the receiving antenna 40 includes N antennas 39 1 to 39 N that receive radar waves (N is a natural number of 2 or more).
  • the antennas 39 1 to 39 N are arranged in an array, and channels CH 1 to CH N are assigned to the antennas 39 1 to 39 N , respectively.
  • the reception switch 41 supplies sequentially selects one of the antennas 39 1 ⁇ 39 N, the reception signal Sr from the selected antenna 39 1 ⁇ 39 N to the subsequent stage.
  • the amplifier 42 amplifies the reception signal Sr supplied from the reception switch 41.
  • the signal processing unit 46 is mainly configured by a known microcomputer including at least a ROM, a RAM, and a CPU. Further, a fast Fourier transform (FFT) is performed on data taken in via the A / D converter 45. ) An arithmetic processing unit (for example, DSP) for executing processing and the like is provided.
  • a known microcomputer including at least a ROM, a RAM, and a CPU. Further, a fast Fourier transform (FFT) is performed on data taken in via the A / D converter 45.
  • FFT fast Fourier transform
  • An arithmetic processing unit for example, DSP for executing processing and the like is provided.
  • the distributor 34 distributes the power of the high-frequency signal generated by the oscillator 31 and amplified by the amplifier 32, thereby transmitting the transmission signal Ss. And a local signal Ls is generated. Further, the radar device 30 transmits the transmission signal Ss of these signals as a radar wave via the transmission antenna 36.
  • Radar waves that is, incoming waves transmitted from the transmission antenna 36 and reflected by the target are received by all the antennas 39 1 to 39 N constituting the reception antenna 40 and selected by the reception switch 41.
  • Only the received signal Sr of the received channel CH i (i 1 to N) is amplified by the amplifier 32 and then supplied to the mixer 43.
  • the mixer 43 generates the beat signal BT by mixing the received signal Sr with the local signal Ls from the distributor 34.
  • the beat signal BT is sampled by the A / D converter 45 after the unnecessary signal components are removed by the filter 44 and taken into the signal processing unit 46.
  • the reception switch 41 is switched so that all the channels CH 1 to CH N are selected a predetermined number of times (for example, 512 times) during one modulation period of the radar wave, and the A / D converter 45 Performs sampling in synchronization with this switching timing. That is, during one modulation period of the radar wave, sampling data is accumulated for each of the channels CH 1 to CH N and for each up and down section of the radar wave.
  • Step S130 frequency analysis (in this embodiment, FFT processing) is performed on the sampling value acquired in step S130, and the power spectrum of the beat signal BT is obtained for each reception channel CH 1 to CH N and for each upstream / downstream section.
  • This power spectrum represents the frequency included in the beat signal BT and the intensity at each frequency.
  • the upstream section and detects each frequency peak fbu 1 ⁇ m present on the power spectrum
  • the down section detects each frequency peak fbd 1 ⁇ m present on the power spectrum (step S150).
  • Each of the detected frequency peaks fbu and fbd means that there may be a target candidate (hereinafter referred to as a target candidate) that is a source of the incoming wave.
  • step S150 of the present embodiment an average spectrum obtained by arithmetically averaging the power spectrum obtained for each reception channel CH in all reception channels is derived. Then, in the average spectrum, the frequency corresponding to the peak point of the frequency where the intensity exceeds a preset threshold value (that is, the intensity in the average spectrum is maximized) is detected as the frequency peaks fbu and fbd.
  • a preset threshold value that is, the intensity in the average spectrum is maximized
  • the arrival direction indicating the direction of the target candidate corresponding to the frequency peak fbu and fbd (that is, the angle with respect to the reference axis) and the incoming wave from the target candidate are received.
  • the azimuth analysis processing for estimating the arrival power representing the received power is executed (step S160). Details of this orientation analysis processing will be described later.
  • the frequency peaks fbu 1 ⁇ m obtained from the beat signal BT of up section, frequency peaks fbd 1 ⁇ m obtained from the beat signal BT of the down section Are matched and registered with those that can be regarded as having reflected the radar wave at the same target (step S170).
  • a pair of frequency peaks fbu and fbd registered by matching is referred to as a frequency pair.
  • step S170 of the present embodiment for all combinations of the frequency peak fbu in the upstream section and the frequency peak fbd in the downstream section, the difference in arrival power and the angle difference in the arrival direction are within a predetermined allowable range. It is determined whether or not. As a result of the determination, if both the difference in arrival power and the difference in angle between arrival directions are within the allowable range, the corresponding pair of frequency peaks is set as a frequency pair.
  • the distance from the radar device 30 to the target candidate and the relative speed between the target candidate and the vehicle are derived for the registered frequency pair by a well-known method in the FMCW radar device (step S180).
  • the speed of each target candidate is derived based on the relative speed between the target candidate and the vehicle and the vehicle speed of the vehicle, and the target candidate is a stop object. Or a moving object.
  • Information obtained by adding the direction in which the target candidate exists to the derived distance and relative speed (speed) is associated with each frequency pair and registered as a target candidate.
  • a wide object detection process for determining whether each frequency pair registered in step S180 is a wide object wider than a normal object is executed (step S190).
  • the wide object referred to here is an object having a surface having a longer distance in the vehicle width direction of the vehicle than a normal object such as a vehicle or a roadside object.
  • a vehicle a vehicle equipped with the radar device
  • step S180 of the current transmission / reception cycle (hereinafter referred to as the current cycle pair) and the frequency pair registered in the previous transmission / reception cycle (hereinafter referred to as the cycle pair).
  • the history tracking process for detecting the frequency pair corresponding to the same target is executed based on the information of the previous cycle pair (step S200).
  • step S200 all combinations of the previous cycle pair and the current cycle pair (hereinafter referred to as combination pairs) are set, and any one of the combination pairs is set. Take out. And it is predicted based on the information of the previous cycle pair in the extracted combination pair, the position where the current cycle pair corresponding to the previous cycle pair exists (hereinafter referred to as the predicted position), and the speed of the current cycle pair (hereinafter, Derived as the predicted speed). Since the derivation of the predicted position and the predicted speed is a well-known process, a detailed description thereof is omitted here. For example, using a Kalman filter or the like, frequency pairs (that is, target candidates) in time series are used. It is conceivable to predict the behavior and use the predicted result as the predicted position and the predicted speed.
  • the position difference and speed difference between them are derived. That is, the position difference is the difference between the position derived from the current cycle pair (that is, the position of the target candidate corresponding to the current cycle pair) and the predicted position, and the speed difference is derived from the current cycle pair. The difference between the predicted speed (that is, the speed of the target candidate corresponding to the current cycle pair) and the predicted speed.
  • the frequency pairs constituting the combination pair correspond to the same target (ie, In this case, the count value of the connection counter of the current cycle pair is updated to a value obtained by adding 1 to the count value of the connection counter of the previous cycle pair.
  • the current cycle pair that has history tracking with the previous cycle pair takes over the information of the corresponding previous cycle pair (the count value of the connection counter), and the history tracking with the previous cycle pair.
  • the count value of the connection counter is maintained at “0”.
  • step S220 the target information about the target registered in step S210 is output to the driving support ECU 60 (step S220). If a wide flag representing a wide object is set in the wide object detection process in step S190, diagnostic information including the detection of the wide object is output to the driving support ECU 60 in step S220.
  • the travel support ECU 60 executes travel support control based on the acquired information. In this driving support control, it may be specified whether the wide object is an uphill or a large automobile.
  • a received vector Xi formed by extracting and arranging the signal components (FFT processing result data) of the selected frequency from the power spectra of all the channels CH 1 to CH N. (K) is generated (step S320).
  • a plurality of nulls that is, “0” value
  • Xi (k) ⁇ x 1 (k), x 2 (k), ..., x N (k) ⁇ T ... (1)
  • a correlation matrix Rxx (k) is generated according to equation (2) (step S330).
  • the symbol “H” means a complex transposed matrix.
  • eigenvalues ⁇ 1 to ⁇ N ( ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 ⁇ ... ⁇ ⁇ N ) of the correlation matrix Rxx generated in step S330 are obtained, and eigenvectors E 1 to E corresponding to the eigenvalues ⁇ 1 to ⁇ N are obtained. N is calculated (step S340).
  • the number of eigenvalues ⁇ that is equal to or greater than a predetermined threshold Th is estimated as the number of incoming waves L (where L ⁇ N) (step S350).
  • the method for estimating the number of incoming waves L is a well-known method, and since many methods have been proposed, detailed description thereof is omitted here.
  • a value corresponding to thermal noise power is set as the threshold Th. It can be considered as an example to specify.
  • step S380 it is determined whether or not the steps from step S310 to step S370 have been executed for all frequency peaks fbu and frequency peak fbd (step S380). As a result of the determination, if the steps from step S310 to step S370 are not executed for all frequency peaks fbu and frequency peak fbd (step S380: NO), the process returns to step S310. In step S310, frequency peaks that have not been executed in steps S310 to S370 are extracted, and the process proceeds to step S320.
  • step S380 if the steps from step S310 to step S370 have been executed for all frequency peaks fbu and frequency peak fbd (step S380: YES), this orientation analysis processing is terminated. Then, the process returns to step S170 of the target recognition process.
  • step S510 When the wide object detection process is started in step S190 of the target recognition process, as shown in FIG. 4, first, of all the frequency pairs, one frequency pair that has not been subjected to the wide object detection process is executed. Extract (step S510).
  • the frequency pair extracted in step S510 is referred to as an extracted pair.
  • the maximum eigenvalue ⁇ 1 mentioned here is the eigenvalue having the maximum value among the frequency peak fbu constituting the extraction peak and the eigenvalues ⁇ 1 to ⁇ N derived for the frequency peak fbd in the azimuth analysis processing.
  • the comparison eigenvalue ⁇ M mentioned here is an eigenvalue ⁇ other than the maximum eigenvalue ⁇ 1 among the eigenvalues ⁇ 1 to ⁇ N for the frequency peak fbu from which the maximum eigenvalue ⁇ 1 is derived or the frequency peak fbd. Therefore, the code M is 2 to N.
  • This eigenvalue ratio S1 M is a large value if it is derived between eigenvalues ⁇ corresponding to arriving waves having a strong correlation, and is an eigenvalue ⁇ corresponding to an incoming wave and an eigenvalue ⁇ corresponding to thermal noise. If it is derived between, the value is small.
  • the estimated number of incoming waves L itself is used as the evaluation value VB. Subsequently, it is determined whether or not the evaluation value VB is larger than a prescribed threshold Th b (step S540).
  • the threshold value Th b in the present embodiment is an index indicating that the number L of incoming waves is 1.
  • step S540 YES
  • the evaluation value VB is larger than the threshold (step S540: YES)
  • the extracted pair is The count value of the wide counter indicating the possibility of being a wide object is incremented by 1 (step S550). Thereafter, the process proceeds to step S570.
  • step S540 determines whether the evaluation value VB is equal to or smaller than the threshold value as a result of the determination in step S540 (step S540: NO), that is, if the number L of incoming waves for the extracted pair extracted in step S510 is equal to or smaller than “1”. Then, the count value of the wide counter is decreased by 1 (step S560). Thereafter, the process proceeds to step S570.
  • step S580 it is determined whether or not the count value of the wide counter is larger than a specified threshold value.
  • the prescribed threshold value in the present embodiment is defined as the number of transmission / reception cycles in which the probability that the extracted pair is a wide object can be confirmed.
  • the specified threshold value may be a fixed value specified by an experiment or the like.
  • step S570 if the count value of the wide counter is larger than the specified threshold (step S570: YES), the wide flag is set for the extracted pair (step S580). Thereafter, the process proceeds to step S610.
  • step S570 determines whether or not the count value of the wide counter is “0” (step S590). .
  • step S590 if the count value of the wide counter is “0” (step S590: YES), the wide flag is canceled (step S600). Thereafter, the process proceeds to step S610. If the count value of the wide counter is not “0” as a result of the determination in step S590 (step S590: NO), the process proceeds to step S610 while maintaining the state of the wide flag in the immediately previous state.
  • step S610 determines whether steps S510 to S600 have been executed for all frequency pairs. If the result of determination in step S610 is that steps S510 to S600 have been executed for all frequency pairs (step S610: YES), the wide object detection process is terminated, and the target is The process returns to step S200 of the recognition process.
  • the radar device 30 normally detects one arrival direction for one target.
  • the incoming waves from the wide object received by the radar device 30 are reflected at a plurality of different points with the same distance to the target.
  • the radar device 30 is highly likely to detect at least one target corresponding to a wide object and to detect a plurality of incoming waves for the at least one target.
  • the wide object detection process of the present embodiment if the number of incoming waves for one target is a multiple wave detection state (predetermined detection), the one target is a wide object. Judge that it is. As described above, according to the radar apparatus 30, it can be determined that a wide object is present in a multiple wave detection state. In FIG. 5, the detection state described above is described by comparing a wide target A with a target B that is not.
  • the detection accuracy of a wide object can be further improved.
  • the method using the eigenvalue decomposition of the correlation matrix (so-called MUSIC) is used as the arrival direction estimation method, the estimation result of the number L of arrival directions is more reliable. It can be.
  • the estimation method based on the MUSIC spectrum (Multiple Signal Classification (MUSIC)) is used as a method of estimating the arrival direction in the direction analysis processing, but the estimation method of the arrival direction is limited to this. Not a thing.
  • MUSIC Multiple Signal Classification
  • the arrival direction estimation method may use a well-known AIC (Akaike information criterion) or MDL (Minimum description length) based on the result of eigenvalue decomposition, or a well-known DBF. .
  • AIC Alkaike information criterion
  • MDL Minimum description length
  • the evaluation value VB derived in step S550 of the wide object detection process is the comparison result between Akaike's information criterion AIC (1) and AIC (m). It is preferable that When MDL is used as an arrival direction estimation method, the evaluation value VB derived in step S550 of the wide object detection process is a comparison result between MDL (1) and MDL (m) as an information amount criterion. It is preferable.
  • symbol in a parenthesis here are the indices showing the order of each information criterion.
  • the number L of incoming waves for one extracted pair itself is used as the evaluation value VB.
  • the method for calculating the evaluation value VB is not limited to this.
  • the evaluation value VB may be the result of calculating the eigenvalue ratio S1 M for one extracted pair.
  • the evaluation value VB may be the sum of the eigenvalue ratios S1 M for one extracted pair. It may be the average of the eigenvalue ratio S1 M for one extracted pair.
  • the wide object detection process is executed in step S190 of the target recognition process.
  • the execution timing of the wide object detection process is not limited to this. For example, immediately after the end of the orientation analysis process Alternatively, it may be immediately after executing step S350 in the orientation analysis process. In this case, the number L of incoming waves for one frequency peak estimated in step S350 may be set as the number L of incoming waves for the extracted pair.
  • the wide object detection process may be executed at any timing as long as the number L of incoming waves for one extraction pair can be estimated.
  • the radar apparatus to which the present invention is applied is an FMCW radar apparatus, but the radar apparatus to which the present invention is applied is not limited to this. That is, the radar apparatus to which the present invention is applied may be, for example, a radar apparatus that transmits and receives continuous waves as radar waves (for example, a two-frequency CW radar), or a radar apparatus that transmits and receives pulse waves modulated in radar form ( For example, a pulse radar may be used.
  • the radar apparatus to which the present invention is applied is a radar apparatus that repeatedly executes a transmission / reception cycle of radar waves at a specified period and can estimate the arrival direction with respect to one target, It can be anything.

Abstract

レーダ装置では、レーダ波を送信し到来波を受信した結果に基づいて、該レーダ波を反射した物標を検出し、該物標に関する情報を生成する。このレーダ装置において実行される幅広物体検出処理では、全周波数ペアのうち、１つの周波数ペアを抽出し、その抽出ペアに対する各固有値比を導出する。各固有値比に基づき、抽出ペアに対する到来波の数を表す評価値を導出し、評価値が、到来波の数Ｌが１であることを表す閾値よりも大きい状態が、規定された送受信サイクルの回数に渡って検出されると、当該抽出ペアを幅広物体であるものと判定する。

Description

レーダ装置及びレーダ装置の到来波処理方法
　本発明は、レーダ波を送受信した結果に基づいて物標を検出するレーダ装置及びこのレーダ装置の到来波処理方法に関する。
　近年、車両にレーダ装置を搭載し、車両の周辺の物標探索を行うシステムの開発が盛んになっている。このレーダ装置の一例は、特許文献１に開示されている。このレーダ装置は、規定された周期の送信サイクルで繰り返し送信アンテナからレーダ波を放射する送信部と、送信部から放射されたレーダ波が反射されることで生じた到来波を、複数のアンテナ素子からなる受信アンテナで受信する受信部とを備える。さらに、レーダ波を送受信した結果に基づいて物標を検出する信号処理部とを備える。
　この種のレーダ装置における物標の検出方法としては、一般的に、まず、送信サイクルごとに、各物標候補の位置（即ち、各物標候補までの距離や各物標候補の方位）や、各物標候補に対応する到来波の受信電力、各物標候補との相対速度を求める。それら現時点の送信サイクルまでに求められた情報に基づいて導出した、１つの物標候補の予測位置及び予測速度が、次回の送信サイクルにて求められる物標候補の位置や相対速度から基準範囲内であれば、当該物標候補の履歴が接続されたものとしている。そして、履歴の接続が、規定された回数の送信サイクルに渡って実現された場合に、当該物標候補を物標として確定することがなされる。
特開２００６－０４７２８２号公報
　ところで、急勾配を有した上り坂や大型トラックのように、車両の車幅方向に沿って幅の広い面を有した物体（以下、幅広物体と称す）が進行路上に存在する場合、当該幅広物体は、レーダ装置からのレーダ波を反射する可能性が高い。
　しかしながら、幅広物体（特に、上り坂の路面）におけるレーダ波の反射率は一様でなく場所によって異なる。このため、従来のレーダ装置では、送信サイクルを繰り返す過程で、幅広物体に対応する物標候補を消失してしまったり、幅広物体に対応する各物標候補の位置の変化が基準範囲内とならず、履歴を接続できなくなったりする可能性がある。
　この結果、従来のレーダ装置においては、幅広物体を物標として検出することができなかったり、検出した物標の位置が不安定になったりするという問題がある。換言すれば、従来の技術では、幅広物体の検出に対する信頼性が低い。
　そこで、レーダ装置において、幅広物体の検出に対する信頼性を向上させることが望ましている。
　本開示の典型例な例によれば、車両に搭載されるレーダ装置は、送受信手段と、物標検出手段と、波数推定手段と、判定手段とを備える。
　送受信手段は、送信アンテナからレーダ波を送信すると共に、送信アンテナから送信したレーダ波が反射されることで生じた到来波を、複数のアンテナ素子からなる受信アンテナにて受信する。物標検出手段は、送受信手段にてレーダ波を送受信した結果に基づいて、レーダ波を反射した物標それぞれを検出する。
　さらに、波数推定手段は、物標検出手段で検出した物標のそれぞれに対応する到来波の数を推定する。その波数推定手段での推定の結果、１つの物標に対して複数の到来波が存在する複数波検出状態（所定検出状態）である場合、判定手段は、当該１つの物標が、自車の車幅方向に沿って規定値以上の長さを有した幅広物体であるものと判定する。
　すなわち、車両の進行路上に幅広物体が存在する場合、レーダ装置が受信する幅広物体からの到来波は、物標までの距離が同一でありつつ、かつ異なる複数のポイントにて反射されたものである可能性が高い。このため、レーダ装置では、幅広物体に対応する少なくとも１つの物標を検出すると共に、その少なくとも１つの物標に対する到来波を複数検出する可能性が高い。
　したがって、このレーダ装置において、複数波検出状態であれば、幅広物体が存在しているものと判定できる。この結果、レーダ装置によれば、レーダ装置において、幅広物体の検出に対する信頼性を向上させることができる。
　さらに、送受信手段は、レーダ波を送信すると共に、受信アンテナにて到来波を受信する送受信サイクルを、予め規定された周期で繰り返し実行しても良い。この場合、物標検出手段は、送受信サイクルを実行するごとに、物標を検出しても良い。そして、判定手段は、規定された回数の送受信サイクルである規定サイクル回数に渡って、複数波検出状態である場合、当該１つの物標が幅広物体であるものと判定しても良い。
　このようなレーダ装置によれば、物標が幅広物体であることの検出精度をより向上させることができる。
　また、物標検出手段は、受信アンテナで受信した到来波を周波数解析した結果に基づいて検出された周波数ピークそれぞれを、物標として検出しても良い。この場合、波数推定手段は、周波数ピークのそれぞれについて、アンテナ素子の各々における受信信号の相関行列を導出し、その相関行列を固有値分解した結果から１つの物標に対する到来波数を推定しても良い。
　相関行列の固有値分解を用いた到来方位の推定方法は、一般的に、高分解能であり、到来方位の推定精度が高い方法である。
　したがって、このようなレーダ装置によれば、１つの物標に対する到来波の数の推定結果について、より信頼性の高いものとすることができ、ひいては、幅広物体の検出に対する信頼性をより向上させることができる。
　なお、波数推定手段は、比率導出手段と、状態推定手段とを備えていても良い。
　この場合、比率導出手段は、相関行列を固有値分解した結果である固有値の中で、値が最大の固有値である最大固有値と該最大固有値以外の各固有値である比較固有値との比を表す固有値比を導出する。その導出された固有値比に基づく評価値が、１つの物標に対する到来波が１つであることを表す基準として予め規定された規定閾値以上であれば、状態推定手段が、複数波検出状態であるものと推定すれば良い。
　このようなレーダ装置によれば、到来方位の数の推定結果について、より信頼性の高いものとすることができる。
　また本開示の別の典型例によれば、上述したレーダ装置と同等の機能を発揮するレーダ装置の到来波処理方法が提供される。
　添付図面において：
図１は、本発明の一実施形態に係るレーダ装置を中心とした走行支援システムの概略構成を示すブロック図であり、 図２は、物標認識処理の処理手順を示すフローチャートであり、 図３は、方位解析処理の処理手順を示すフローチャートであり、 図４は、幅広物体検出処理の処理手順を示すフローチャートであり、 図５は、幅広物体検出処理を説明する図である。
　以下、図１～図５を参照して、本発明に係るレーダ装置の一実施形態を説明する。
　図１に走行支援システム１の概要を示す。この制御システム１は、自動車に搭載して用いられるものであり、レーダ装置３０と、走行支援電子制御装置（以下、走行支援ＥＣＵとする）６０とを備えている。
　レーダ装置３０は、ミリ波帯域の電波をレーダ波として送信し、該レーダ波が反射されることで生じた反射波（以下、到来波とも称す）を受信することで、該レーダ波を反射した物標を検出し、該物標に関する情報（以下、物標情報とする）を生成する。
　なお、本実施形態における物標とは、物体において、レーダ波を反射したポイントを表すものである。通常、１つの物体は、１つの物標として検出されるものの、例えば、トラックの後部のように物体の大きさが大きい場合、１つの物体に対して複数の物標が検出されることがある。
　また、本実施形態における物標情報は、検出した物標までの車両（本開示に係るレーダ装置を搭載した車両）からの距離と、予め規定された基準軸に対して物標が存在する方位（即ち、角度、以下、到来方位と称す）と、車両と物標との間の相対速度とを少なくとも含むものである。
　走行支援ＥＣＵ６０は、少なくともＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、少なくともＬＡＮ通信バスを介して通信を行うためのバスコントローラを備えている。
　また、走行支援ＥＣＵ６０には、図示しない警報ブザー、モニター、クルーズコントロールスイッチ、目標車間設定スイッチ等が接続されている他、ＬＡＮ通信バスを介して、ブレーキ電子制御装置（ブレーキＥＣＵ）や、エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）、シートベルト電子制御装置（シートベルトＥＣＵ）等が接続されている。
　つまり、走行支援ＥＣＵ６０は、レーダ装置３０からの物標情報に基づいて、車両の走行を支援する走行支援制御を実行するように構成されている。本実施形態における走行支援制御としては、例えば、先行車両と車両との車間距離を予め設定された距離に保持するアダプティブクルーズ制御や、車両と先行車両との車間距離が予め設定された距離以下となると、警告を出力したり、シートベルトを巻き上げたりするプリクラッシュセーフティ制御がある。
〈レーダ装置〉
　次に、レーダ装置３０は、発振器３１と、増幅器３２と、分配器３４と、送信アンテナ３６と、受信アンテナ４０と、受信スイッチ４１と、増幅器４２と、ミキサ４３と、フィルタ４４と、Ａ／Ｄ変換器４５と、信号処理部４６とを備え、ＦＭＣＷ方式のいわゆるミリ波レーダ装置として構成されている。
　発振器３１は、時間に対して周波数が直線的に増加（漸増）する上り区間、及び周波数が直線的に減少（漸減）する下り区間を一変調周期として有するように変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する。増幅器３２は、発振器３１が生成する高周波信号を増幅する。
　分配器３４は、増幅器３２の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌｓとに電力分配する。送信アンテナ３６は、送信信号Ｓｓに応じたレーダ波を放射する。受信アンテナ４０は、レーダ波を受信するＮ個（Ｎは、２以上の自然数）のアンテナ３９1～３９Nを備えている。アンテナ３９1～３９Nは、アレイ状に配置されており、アンテナ３９1～３９Nのそれぞれに、チャンネルＣＨ1～ＣＨNが割り当てられている。
　また、受信スイッチ４１は、アンテナ３９1～３９Nのいずれかを順次選択し、選択されたアンテナ３９1～３９Nからの受信信号Ｓｒを後段に供給する。増幅器４２は、受信スイッチ４１から供給される受信信号Ｓｒを増幅する。
　ミキサ４３は、増幅器４２にて増幅された受信信号Ｓｒにローカル信号Ｌｓを混合して、送信信号Ｓｓと受信信号Ｓｒとの周波数の差を表すビート信号ＢＴを生成する。フィルタ４４は、ミキサ４３が生成したビート信号ＢＴから不要な信号成分を除去する。
　Ａ／Ｄ変換器４５は、フィルタ４４の出力をサンプリングしデジタルデータに変換する。信号処理部４６は、ビート信号ＢＴのサンプリングデータを用いて、レーダ波を反射した物標を検出すると共に、その物標についての物標情報を生成する物標認識処理を実行する。
　この信号処理部４６は、少なくとも、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、さらに、Ａ／Ｄ変換器４５を介して取り込んだデータに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理等を実行するための演算処理装置（例えば、ＤＳＰ）を備えている。
　つまり、レーダ装置３０では、信号処理部４６からの指令に従って発振器３１が振動すると、その発振器３１で生成され、増幅器３２で増幅した高周波信号を、分配器３４が電力分配することにより、送信信号Ｓｓ及びローカル信号Ｌｓを生成する。さらに、レーダ装置３０では、これらの信号のうちの送信信号Ｓｓを、送信アンテナ３６を介してレーダ波として送信する。
　そして、送信アンテナ３６から送出されて物標に反射されたレーダ波（即ち、到来波）は、受信アンテナ４０を構成する全てのアンテナ３９1～３９Nにて受信され、受信スイッチ４１によって選択されている受信チャンネルＣＨi（ｉ＝１～Ｎ）の受信信号Ｓｒのみが増幅器３２で増幅された後、ミキサ４３に供給される。ミキサ４３では、この受信信号Ｓｒに分配器３４からのローカル信号Ｌｓを混合することによりビート信号ＢＴを生成する。そして、このビート信号ＢＴは、フィルタ４４にて不要な信号成分が除去された後、Ａ／Ｄ変換器４５にてサンプリングされ、信号処理部４６に取り込まれる。
　なお、受信スイッチ４１は、レーダ波の一変調周期の間に、全てのチャンネルＣＨ1からＣＨNが所定回（例えば、５１２回）ずつ選択されるよう切り替えられ、また、Ａ／Ｄ変換器４５は、この切り替えタイミングに同期してサンプリングを実行する。つまり、レーダ波の一変調周期の間に、チャンネルＣＨ1～ＣＨN毎かつレーダ波の上り、及び下り区間毎にサンプリングデータが蓄積されることになる。
　〈物標認識処理〉
　この物標認識処理は、予め規定された周期で起動されるものである。
　この物標認識処理は、起動されると、図２に示すように、まず、発振器３１を起動してレーダ波の送信を開始する（ステップＳ１１０）。続いて、Ａ／Ｄ変換器４５を介してビート信号ＢＴのサンプリング値を取得し（ステップＳ１２０）、必要なだけサンプリング値を取得すると、発振器３１を停止することにより、レーダ波の送信を停止する（ステップＳ１３０）。
　次に、ステップＳ１３０にて取得したサンプリング値について周波数解析（本実施形態では、ＦＦＴ処理）を実行し、受信チャンネルＣＨ1～ＣＨN毎かつ上り／下り区間毎にビート信号ＢＴのパワースペクトルを求める（ステップＳ１４０）。このパワースペクトルは、ビート信号ＢＴに含まれる周波数と、各周波数における強度とを表したものである。
　そして、上り区間について、パワースペクトル上に存在する各周波数ピークｆｂｕ1～mを検出すると共に、下り区間について、パワースペクトル上に存在する各周波数ピークｆｂｄ1～mを検出する（ステップＳ１５０）。なお、検出された周波数ピークｆｂｕ，ｆｂｄの各々は、到来波の発生源となった物標の候補（以下、物標候補と称す）が存在する可能性があることを意味する。
　具体的に本実施形態のステップＳ１５０では、受信チャンネルＣＨ毎に求められたパワースペクトルを、全ての受信チャンネルで相加平均した平均スペクトルを導出する。そして、その平均スペクトルの中で、強度が予め設定された設定閾値を超える周波数のピーク点に対応する（即ち、平均スペクトルにおける強度が極大となる）周波数を周波数ピークｆｂｕ，ｆｂｄとして検出する。
　続いて、周波数ピークｆｂｕ，ｆｂｄの各々について、当該周波数ピークｆｂｕ，ｆｂｄに対応する物標候補の方位（即ち、基準軸に対する角度）を表す到来方位、及び当該物標候補からの到来波を受信した受信電力を表す到来電力を推定する方位解析処理を実行する（ステップＳ１６０）。この方位解析処理の詳細については、後述する。
　そのステップＳ１６０にて推定した到来方位及び到来電力に基づいて、上り区間のビート信号ＢＴから求められた周波数ピークｆｂｕ1～mと、下り区間のビート信号ＢＴから求められた周波数ピークｆｂｄ1～mとを、同一物標にてレーダ波を反射したとみなせるもの同士でマッチングして登録するペアマッチングを実行する（ステップＳ１７０）。以下、マッチングして登録された周波数ピークｆｂｕ，ｆｂｄの組を、周波数ペアと称す。
　具体的に本実施形態のステップＳ１７０では、上り区間の周波数ピークｆｂｕと下り区間の周波数ピークｆｂｄとの全ての組合せについて、到来電力の差、及び到来方位の角度差が予め規定された許容範囲内であるか否かを判定する。その判定の結果、到来電力の差及び到来方位の角度差が共に、許容範囲内であれば、対応する周波数ピークの組を周波数ペアとする。
　さらに、登録された周波数ペアに対して、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置における周知の手法により、レーダ装置３０から物標候補までの距離、物標候補と車両との相対速度を導出する（ステップＳ１８０）。本実施形態のステップＳ１８０では、このとき、物標候補と車両との相対速度、及び車両の車速に基づいて、各物標候補の速度を導出すると共に、その物標候補が、停止物体であるか移動物体であるかを判定する。それらの導出した距離及び相対速度（速度）に物標候補が存在する方位を加えた情報を、各周波数ペアと対応付けた上で、物標候補として登録する。
　続いて、詳しくは後述するが、ステップＳ１８０にて登録した周波数ペアそれぞれが、通常の物体よりも幅の広い幅広物体であるか否かを判定する幅広物体検出処理を実行する（ステップＳ１９０）。ここで言う幅広物体とは、車両や路側物といった通常の物体よりも、車両の車幅方向に沿って距離の長い面を有した物体であり、例えば、車両（本レーダ装置を搭載した車両）の進行路上に位置する急勾配（傾斜）を有した道路や、車両の進行路上に存在する大型自動車などである。
　さらに、今回の送受信サイクルのステップＳ１８０で登録された周波数ペア（以下、今サイクルペアと称す）の情報（即ち、距離，速度，方位など）と、前回の送受信サイクルで登録された周波数ペア（以下、前サイクルペアと称す）の情報とに基づき、同一物標に対応する周波数ペアを検出する履歴追尾処理を実行する（ステップＳ２００）。
　具体的に本実施形態の履歴追尾処理（ステップＳ２００）では、前サイクルペアと今サイクルペアとの全ての組み合わせ（以下、組合せペアと称す）を設定し、その組合せペアの中からいずれか１つを取り出す。そして、取り出した組合せペアにおける前サイクルペアの情報に基づいて予測され、その前サイクルペアに対応する今サイクルペアが存在する位置（以下、予測位置とする）、及び今サイクルペアの速度（以下、予測速度とする）を導出する。この予測位置及び予測速度の導出は、周知の処理であるため、ここでの詳しい説明は省略するが、例えば、カルマンフィルタなどを用いて、時系列に沿った周波数ペア（即ち、物標候補）の挙動を予測し、その予測した結果を、予測位置及び予測速度とすることが考えられる。
　そして、履歴追尾処理では、導出した予測位置及び予測速度と、今サイクルペアから導出された位置及び速度とに基づいて、両者の位置差分、及び速度差分を導出する。すなわち、位置差分とは、今サイクルペアから導出された位置（即ち、今サイクルペアに対応する物標候補の位置）と予測位置との差分であり、速度差分とは、今サイクルペアから導出された速度（即ち、今サイクルペアに対応する物標候補の速度）と予測速度との差分である。
　さらに、位置差分が予め規定された基準距離より小さく、かつ速度差分が予め規定された上限速度差よりも小さい場合にのみ、当該組合せペアを構成する周波数ペアは同一物標に対応するもの（即ち、履歴追尾があるもの）として、今サイクルペアの接続カウンタのカウント値を、前サイクルペアの接続カウンタのカウント値に１を加算した値へと更新する。
　つまり、本実施形態の履歴追尾処理では、前サイクルペアとの履歴追尾がある今サイクルペアは、対応する前サイクルペアの情報（接続カウンタのカウント値）が引き継がれ、前サイクルペアとの履歴追尾が無い今サイクルペアについては、接続カウンタのカウント値が「０」に維持される。
　物標認識処理では、さらに、予め規定された認識閾値以上の履歴追尾が確認された周波数ペアを物体として認識し登録する（ステップＳ２１０）。具体的に本実施形態のステップＳ２１０では、接続カウンタのカウント値が認識閾値以上であることを、認識閾値以上の履歴追尾が確認されたものとする。
　そして、ステップＳ２１０にて登録された物標についての物標情報を、走行支援ＥＣＵ６０に出力する（ステップＳ２２０）。
　なお、ステップＳ１９０の幅広物体検出処理にて、幅広物体であることを表す幅広フラグがセットされていれば、ステップＳ２２０では、幅広物体を検出したことを含むダイアグ情報を走行支援ＥＣＵ６０に出力する。走行支援ＥＣＵ６０は、取得した情報に基づいて走行支援制御を実行する。この走行支援制御においては、幅広物体が、上り坂であるのか、大型自動車であるのかなどを特定しても良い。
　その後、今サイクルの物標認識処理を終了し、次の起動タイミングまで待機する。
〈方位解析処理〉
　方位解析処理は、物標認識処理のステップＳ１６０で起動されると、図３に示すように、まず、上り区間のパワースペクトルから抽出された周波数ピークｆｂｕ、及び下り区間のパワースペクトルから抽出された周波数ピークｆｂｄのうち、本方位解析処理での処理が未処理であるものを１つ選択する（ステップＳ３１０）。
　続いて、下記（１）式に示すように、その選択された周波数の信号成分（ＦＦＴ処理結果データ）を、全チャンネルＣＨ1～ＣＨNのパワースペクトルから抽出して配列してなる受信ベクトルＸｉ（ｋ）を生成する（ステップＳ３２０）。本実施形態において、受信ベクトルＸｉ（ｋ）を生成する際には、データ数を増加するために複数のヌル（即ち、「０」値）を仮想データとして追加しても良い。
　なお、（１）式において、符号“Ｔ”は、ベクトル転置を意味する。
　　　Ｘi(k)={x1(k),x2(k),…,　xN(k)}T　　　　　…（１）
　その生成した受信ベクトルＸｉ（ｋ）に基づき、（２）式に従って相関行列Ｒｘｘ（ｋ）を生成する（ステップＳ３３０）。なお、（２）式において、符号“Ｈ”は、複素転置行列を意味する。
　　　Ｒxx(k)=Xi(k)XiH(k)　　　　　　　　　　　…（２）
　そして、ステップＳ３３０にて生成した相関行列Ｒｘｘの固有値λ1～λN（但し、λ1≧λ2≧…≧λN）を求めると共に、固有値λ1～λNに対応する固有ベクトルＥ1～ＥNを算出する（ステップＳ３４０）。
　その固有値λ1～λNの中で、予め規定された閾値Ｔｈ以上となる固有値λの数を、到来波数Ｌ（ただし、Ｌ＜Ｎ）として推定する（ステップＳ３５０）。この到来波数Ｌを推定する手法は、周知の手法であり、数々の手法が提案されているので、ここでの詳しい説明は省略するが、例えば、閾値Ｔｈとして、熱雑音電力に相当する値を規定することが一例として考えられる。
　そして、閾値Ｔｈ以下となる（Ｎ－Ｌ）個の固有値に対応した固有ベクトルからなる雑音固有ベクトルＥNOを、下記（３）式で定義し、自車の進行方向を基準とした方位θに対する受信アンテナ４０の複素応答をａ（θ）で表すものとして、（４）式に示す評価関数ＰMU（θ）を求める。
　　　ＥNO={eL+1,eL+2,…,　eL+N}　　　　　　　　　　　　…（３）
　　　ＰMU(θ)＝{aH(θ)a(θ)}／{ aH(θ)ENOENO Ha(θ)}　　…（４）
　この評価関数ＰMU（θ）から得られる角度スペクトル（ＭＵＳＩＣスペクトル）は、到来波が到来した方向と一致する方位θにおいて発散して鋭いピークが立つように設定されている。このため、到来波の到来方位θ1～θL、即ち、物標候補の方位は、ＭＵＳＩＣスペクトルのピークを検出することにより求められる（ステップＳ３６０）。なお、本実施形態のステップＳ３６０では、下記（５）式により表される行列Ｓの第ｉ対角成分を求める。この行列Ｓの第ｉ対角成分は、到来方位θiの受信電力に相当し、本実施形態では、到来方位θiの到来電力としている（ただし、ｉ＝１～Ｌ）。なお、（５）式中のＡは方向行列であり、σ2は、熱雑音電力であり、Ｒｘｘ－σ2Ｉは、瞬時値としての自己相関行列である。
　　［数４］
　　　Ｓ＝(ＡHＡ)-1ＡH(Rxx-σ2Ｉ)Ａ(ＡHＡ)-1　　　　　…（５）
　続いて、ステップＳ３１０にて抽出した周波数ピークに対する方位情報を登録する（ステップＳ３７０）。具体的に本実施形態のステップＳ３７０では、到来波の数Ｌが「１」であれば、その到来波の到来方位θ及び到来電力を方位情報として登録し、到来波の数Ｌが「２」以上（即ち、複数）であれば、各到来波の到来方位θ及び到来電力を方位情報として登録する。なお、本実施形態のステップＳ３７０では、各周波数ピークに対して導出された固有値λのそれぞれを、対応する周波数ピークと対応付けて登録する。
　そして、全ての周波数ピークｆｂｕ、及び周波数ピークｆｂｄに対して、ステップＳ３１０からステップＳ３７０のステップを実行したか否かを判定する（ステップＳ３８０）。その判定の結果、全ての周波数ピークｆｂｕ、及び周波数ピークｆｂｄに対して、ステップＳ３１０からステップＳ３７０のステップを実行していなければ（ステップＳ３８０：ＮＯ）、ステップＳ３１０へと戻る。そのステップＳ３１０では、ステップＳ３１０からステップＳ３７０のステップを未実行の周波数ピークを抽出して、ステップＳ３２０へと移行する。
　一方、ステップＳ３８０での判定の結果、全ての周波数ピークｆｂｕ、及び周波数ピークｆｂｄに対して、ステップＳ３１０からステップＳ３７０のステップを実行していれば（ステップＳ３８０：ＹＥＳ）、本方位解析処理を終了して、物標認識処理のステップＳ１７０へと戻る。
〈幅広物体検出処理〉
　幅広物体検出処理は、物標認識処理のステップＳ１９０にて起動されると、図４に示すように、まず、全ての周波数ペアのうち、本幅広物体検出処理を未実行の周波数ペアを１つ抽出する（ステップＳ５１０）。以下、ステップＳ５１０にて抽出した周波数ペアを抽出ペアと称す。
　続いて、抽出ペアに対する固有値比ＳｌMを導出する（ステップＳ５２０）。このステップＳ５２０にて導出する固有値比ＳｌMとは、比較固有値λMのそれぞれを最大固有値λ1にて除した（ＳｌM＝λM／λ1）指標である。
　ただし、ここで言う最大固有値λ1は、方位解析処理において、抽出ピークを構成する周波数ピークｆｂｕ、及び周波数ピークｆｂｄに対して導出した固有値λ1～λNの中で、値が最大である固有値λである。また、ここで言う比較固有値λMは、最大固有値λ１を導出した周波数ピークｆｂｕまたは周波数ピークｆｂｄに対する固有値λ1～λNの中で、最大固有値λ1以外の固有値λである。よって、符号Ｍは、２～Ｎである。
　この固有値比ＳｌMは、強い相関を有する到来波に対応する固有値λ同士の間で導出されたものであれば大きな値となり、到来波に対応する固有値λと熱雑音に対応する固有値λとの間で導出されたものであれば小さな値となる。
　そして、ステップＳ５１０にて抽出した１つの抽出ペアに対する到来波の数Ｌを表す評価値ＶＢ推定する（ステップＳ５３０）。具体的には、ステップＳ５３０では、ステップＳ５２０で導出した固有値比ＳｌMの中で、予め規定された基準閾値Ｔｈ以上である固有値比ＳｌMの数に応じて、到来波の数Ｌを推定する（図５参照）。すなわち、基準閾値Ｔｈ以上である固有値比ＳｌMの数が「０」であれば、抽出ペアに対する到来波の数Ｌは「１」である。また、基準閾値Ｔｈ以上である固有値比ＳｌMの数が「１」であれば、抽出ペアに対する到来波の数Ｌは「２」であり、基準閾値Ｔｈ以上である固有値比ＳｌMの数が「２」であれば、抽出ペアに対する到来波の数Ｌは「３」であるものと推定する。
　なお、本実施形態では、この推定した到来波の数Ｌそのものを評価値ＶＢとしている。
　続いて、評価値ＶＢが、規定された閾値Ｔｈbよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５４０）。なお、本実施形態における閾値Ｔｈbは、到来波の数Ｌが１であることを表す指標である。
　この判定の結果、評価値ＶＢが閾値よりも大きければ（ステップＳ５４０：ＹＥＳ）、即ち、ステップＳ５１０にて抽出した抽出ペアに対する到来波の数Ｌが「２」以上であれば、当該抽出ペアが幅広物体である可能性を表す幅広カウンタのカウント値を１つ増加させる（ステップＳ５５０）。その後、ステップＳ５７０へと移行する。
　一方、ステップＳ５４０での判定の結果、評価値ＶＢが閾値以下であれば（ステップＳ５４０：ＮＯ）、即ち、ステップＳ５１０にて抽出した抽出ペアに対する到来波の数Ｌが「１」以下であれば、幅広カウンタのカウント値を１つ減少させる（ステップＳ５６０）。その後、ステップＳ５７０へと移行する。
　そのステップＳ５８０では、幅広カウンタのカウント値が、規定された規定閾値よりも大きいか否かを判定する。なお、本実施形態における規定閾値とは、抽出ペアが幅広物体であることの確からしさを確認可能な送受信サイクルの回数として規定されたものである。この規定閾値は、実験などによって規定された固定値でも良い。
　このステップＳ５７０での判定の結果、幅広カウンタのカウント値が規定閾値よりも大きければ（ステップＳ５７０：ＹＥＳ）、抽出ペアに対して幅広フラグをセットする（ステップＳ５８０）。その後、ステップＳ６１０へと移行する。
　一方、ステップＳ５７０での判定の結果、幅広カウンタのカウント値が規定閾値以下であれば（ステップＳ５７０：ＮＯ）、幅広カウンタのカウント値が「０」であるか否かを判定する（ステップＳ５９０）。このステップＳ５９０での判定の結果、幅広カウンタのカウント値が「０」であれば（ステップＳ５９０：ＹＥＳ）、幅広フラグを解除する（ステップＳ６００）。その後、ステップＳ６１０へと移行する。なお、ステップＳ５９０での判定の結果、幅広カウンタのカウント値が「０」でなければ（ステップＳ５９０：ＮＯ）、幅広フラグの状態を直前の状態に維持したまま、ステップＳ６１０へと移行する。
　そのステップＳ６１０では、全ての周波数ペアについて、ステップＳ５１０～ステップＳ６００のステップを実行したか否かを判定する。その判定の結果、全ての周波数ペアに対して、ステップＳ５１０～ステップＳ６００のステップを実行していなければ（ステップＳ６１０：ＮＯ）、ステップＳ６１０へと戻る。そのステップＳ６１０では、ステップＳ５１０～ステップＳ６００のステップを未実行である周波数ペアの中から、１つの周波数ペアを抽出して、ステップＳ６２０へと移行する。
　一方、ステップＳ６１０での判定の結果、全ての周波数ペアに対して、ステップＳ５１０～ステップＳ６００のステップを実行済みであれば（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）、本幅広物体検出処理を終了して、物標認識処理のステップＳ２００へと戻る。
　つまり、レーダ装置３０では、通常、１つの物標に対して１つの到来方位を検出する。しかしながら、車両の進行路上に幅広物体が存在する場合、レーダ装置３０が受信する当該幅広物体からの到来波は、物標までの距離が同一でありつつ、かつ異なる複数のポイントにて反射されたものである可能性が高い。このため、レーダ装置３０では、幅広物体に対応する少なくとも１つの物標を検出すると共に、その少なくとも１つの物標に対する到来波を複数検出する可能性が高い。
　このことから、本実施形態の幅広物体検出処理では、１つの物標に対する到来波の数Ｌが複数である複数波検出状態（所定検出）であれば、当該１つの物標が幅広物体であるものと判定する。
　以上説明したように、レーダ装置３０によれば、複数波検出状態であれば、幅広物体が存在しているものと判定できる。図５では、幅広のターゲットＡとそうでないターゲットＢとを比較して、上述した検出状態を説明している。
　特に、レーダ装置３０では、１つの抽出ペアについて、複数波検出状態であることを、複数回の送受信サイクルに渡って検出した場合に、当該１つの抽出ペアが幅広物体であるものと判定している。
　したがって、レーダ装置３０によれば、幅広物体の検出精度をより向上させることができる。
　なお、レーダ装置３０によれば、到来方位の推定方法として、相関行列の固有値分解を用いる方法（いわゆるＭＵＳＩＣ）を用いているため、到来方位の数Ｌの推定結果について、より信頼性の高いものとすることができる。
　これらの結果、レーダ装置３０によれば、当該レーダ装置３０において、幅広物体の検出に対する信頼性を向上させることができる。
［その他の実施形態］
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
　例えば、上記実施形態では、方位解析処理において到来方位を推定する方法として、ＭＵＳＩＣスペクトルに基づく推定方法（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＭＵＳＩＣ））を利用していたが、到来方位の推定方法は、これに限るものでない。
　すなわち、本発明において、到来方位を推定方法は、固有値分解の結果に基づく周知のＡＩＣ（Ａｋａｉｋｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ）や、ＭＤＬ（Ｍｉｎｉｍｕｍ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　ｌｅｎｇｔｈ）を用いても良いし、周知のＤＢＦを用いても良い。
　ただし、到来方位の推定方法としてＡＩＣを利用する場合には、幅広物体検出処理のステップＳ５５０にて導出する評価値ＶＢは、赤池の情報量規範ＡＩＣ（１）とＡＩＣ（ｍ）との比較結果であることが好ましい。到来方位の推定方法としてＭＤＬを利用する場合には、幅広物体検出処理のステップＳ５５０にて導出する評価値ＶＢは、情報量規範としてのＭＤＬ（１）とＭＤＬ（ｍ）との比較結果であることが好ましい。なお、ここでの括弧内の数値，符号は、情報量規範それぞれの順序を表す指標である。
　さらに、到来方位の推定方法としてＤＢＦを利用する場合には、周波数ピークのそれぞれに対する角度スペクトルのサイドローブの上昇度に基づいて評価値ＶＢを導出すればよい。これは、ＤＢＦによって到来方位を推定する場合、１つの抽出ペアに対して複数の到来波が存在すれば、電力指向性パターンは、１つの抽出ペアに対して１つの到来波が存在する場合に比べて、サイドローブの電力が上昇するためである。
　さらに言えば、上記実施形態では、１つの抽出ペアに対する到来波の数Ｌそのものを評価値ＶＢとしていたが、評価値ＶＢの算出方法は、これに限るものではない。例えば、評価値ＶＢは、１つの抽出ペアに対する固有値比ＳｌMを演算した結果でも良く、具体的には、評価値ＶＢは、１つの抽出ペアに対する固有値比ＳｌMの総和であっても良いし、１つの抽出ペアに対する固有値比ＳｌMの平均であっても良い。
　また、上記実施形態では、物標認識処理のステップＳ１９０にて幅広物体検出処理を実行していたが、幅広物体検出処理の実行タイミングはこれに限るものではなく、例えば、方位解析処理の終了直後でも良いし、方位解析処理において、ステップＳ３５０を実行した直後であっても良い。この場合、ステップＳ３５０にて推定した１つの周波数ピークに対する到来波の数Ｌを抽出ペアに対する到来波の数Ｌとしても良い。
　つまり、幅広物体検出処理は、１つの抽出ペアに対する到来波の数Ｌを推定可能なタイミングであれば、どのようなタイミングで実行されても良い。
　なお、上記実施形態では、本発明を適用するレーダ装置をＦＭＣＷレーダ装置としていたが、本発明を適用するレーダ装置は、これに限るものではない。すなわち、本発明が適用されるレーダ装置は、例えば、連続波をレーダ波として送受信するレーダ装置（例えば、２周波ＣＷレーダ）でも良いし、パルス状に変調されたレーダ波を送受信するレーダ装置（例えば、パルスレーダ）でも良い。
　換言すれば、本発明が適用されるレーダ装置は、レーダ波の送受信サイクルを、規定された周期で繰り返し実行すると共に、１つの物標に対する到来方位を推定可能なレーダ装置であれば、どのようなものでも良い。
１…走行支援システム
３０…レーダ装置
３１…発振器
３２…増幅器
３４…分配器
３６…送信アンテナ
３９…アンテナ
４０…受信アンテナ
４１…受信スイッチ
４２…増幅器
４３…ミキサ
４４…フィルタ
４５…Ａ／Ｄ変換器
４６…信号処理部
６０…走行支援ＥＣＵ

Claims (11)

  1. 　車両に搭載されるレーダ装置において、
    　送信アンテナからレーダ波を送信すると共に、前記送信アンテナから送信したレーダ波が反射されることで生じた到来波を、複数のアンテナ素子からなる受信アンテナにて受信する送受信手段と、
    　前記送受信手段にて前記レーダ波を送受信した結果に基づいて、前記レーダ波を反射した物標それぞれを検出する物標検出手段と、
    　前記物標検出手段で検出した物標のそれぞれに対応する到来波の数を推定する波数推定手段と、
    　前記波数推定手段での推定の結果、１つの物標に対して複数の到来波が存在する所定検出状態であるか否かを判定する判定手段と、
    　前記判定手段により前記所定検出状態であると判定された場合、前記１つの物標が、前記車両の車幅方向に沿って規定値以上の長さを有した幅広物体であるものと判定する判定手段と
    　を備えるレーダ装置。
  2. 　前記送受信手段は、
    　前記レーダ波を送信すると共に、前記受信アンテナにて到来波を受信する送受信サイクルを、予め規定された周期で繰り返し実行するように構成され、
    　前記物標検出手段は、
    　前記送受信サイクルを実行するごとに、前記物標を検出するように構成され、
    　前記判定手段は、
    　規定された回数の送受信サイクルである規定サイクル回数に渡って、前記所定検出状態である場合、当該１つの物標が前記幅広物体であるものと判定するように構成される、
    　請求項１に記載のレーダ装置。
  3. 　前記物標検出手段は、
    　前記受信アンテナで受信した到来波を周波数解析した結果に基づいて検出された周波数ピークそれぞれを、前記物標として検出するように構成され、
    　前記波数推定手段は、
    　前記周波数ピークのそれぞれについて、前記アンテナ素子の各々における受信信号の相関行列を導出し、その相関行列を固有値分解した結果から１つの物標に対する前記到来波の数を推定するように構成された、
    　請求項２に記載のレーダ装置。
  4. 　前記波数推定手段は、
    　前記相関行列を固有値分解した結果である固有値の中で、値が最大の固有値である最大固有値と該最大固有値以外の各固有値である比較固有値との比を表す固有値比を導出する比率導出手段と、
    　前記比率導出手段で導出された固有値比に基づく評価値が、１つの物標に対する前記到来波が１つであることを表す基準として予め規定された規定閾値以上であれば、前記所定検出状態であるものと推定する状態推定手段と
    　を備える請求項３に記載のレーダ装置。
  5. 　前記状態推定手段は、
    　前記固有値比のそれぞれを、前記評価値として推定するように構成した請求項４に記載のレーダ装置。
  6. 　前記状態推定手段は、
    　前記固有値比に基づく演算結果を、前記評価値として推定するように構成した請求項４に記載のレーダ装置。
  7. 　前記物標検出手段は、
    　前記受信アンテナで受信した到来波を周波数解析した結果に基づいて検出された周波数ピークそれぞれを、前記物標として検出するように構成され、
    　前記波数推定手段は、
    　前記周波数ピークのそれぞれについて、前記アンテナ素子の各々における受信信号の相関行列を導出し、その相関行列を固有値分解した結果から１つの物標に対する前記到来波の数を推定するように構成された、
    　請求項１に記載のレーダ装置。
  8. 　前記波数推定手段は、
    　前記相関行列を固有値分解した結果である固有値の中で、値が最大の固有値である最大固有値と該最大固有値以外の各固有値である比較固有値との比を表す固有値比を導出する比率導出手段と、
    　前記比率導出手段で導出された固有値比に基づく評価値が、１つの物標に対する前記到来波が１つであることを表す基準として予め規定された規定閾値以上であれば、前記所定検出状態であるものと推定する状態推定手段と
    　を備える請求項７に記載のレーダ装置。
  9. 　前記状態推定手段は、
    　前記固有値比のそれぞれを、前記評価値として推定するように構成した請求項８に記載のレーダ装置。
  10. 　前記状態推定手段は、
    　前記固有値比に基づく演算結果を、前記評価値として推定するように構成した請求項８に記載のレーダ装置。
  11. 　車両に搭載されるレーダ装置の到来波処理方法において、
    　送信アンテナからレーダ波を送信すると共に、前記送信アンテナから送信したレーダ波が反射されることで生じた到来波を、複数のアンテナ素子からなる受信アンテナにて受信し、
    　前記レーダ波を送受信した結果に基づいて、前記レーダ波を反射した物標それぞれを検出し、
    　前記検出した物標のそれぞれに対応する前記到来波の数を推定し、
    　前記推定の結果、１つの物標に対して複数の到来波が存在する所定検出状態であるか否かを判断し、
    　前記所定検出状態が判断された場合、前記１つの物標が、自車の車幅方向に沿って規定値以上の長さを有した幅広物体であるものと判定する。
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