WO2017213199A1 - レーダ装置及びレーダ装置による物標検出方法 - Google Patents

レーダ装置及びレーダ装置による物標検出方法 Download PDF

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    • G01S2013/93272—Sensor installation details in the back of the vehicles

Definitions

  • This disclosure relates to a radar apparatus that performs measurement by combining different methods.
  • Patent Document 1 proposes the following measurement method.
  • the short distance measurement is performed using a broadband radar (for example, UWB system).
  • Long-distance measurement is performed using a narrow-band radar (for example, FMCW method).
  • UWB is Ultra Wide Band.
  • FMCW Frequency Modulated Continuous Wave.
  • a method of measuring a short distance using a multi-frequency CW method instead of the UWB method is conceivable.
  • the multi-frequency CW method when there is a reflection point of a reflected wave reflected in the incident direction (hereinafter referred to as “zero reflection point”), the signal intensity of the reflected wave from the zero reflection point is very strong. .
  • reflected waves from other reflection points hereinafter referred to as “near reflection points” located in the vicinity of the zero reflection point are buried. For this reason, information on the near reflection point cannot be used as a measurement result.
  • the detected relative velocity is zero. For this reason, it is impossible to correctly grasp the movement state of a target having a zero reflection point.
  • This disclosure provides a technique for accurately detecting the movement of a target located at a short distance without using a broadband radar.
  • the radar apparatus includes a first measurement unit (4: S120), a first extraction unit (4: S130), a range setting unit (4: S150), and a removal unit (4: S170), a second measurement unit (4: S190), a second extraction unit (4: S190), a calculation unit (4: S200), and an estimation unit (4: S210).
  • the first measurement unit obtains the position and relative velocity of the reflection point reflecting the FMCW from a beat signal obtained by transmitting and receiving a frequency-modulated continuous wave (hereinafter referred to as “FMCW”).
  • FMCW frequency-modulated continuous wave
  • the first extraction unit extracts a zero reflection point that is a reflection point at which the relative speed is zero from the measurement result of the first measurement unit.
  • the range setting unit sets, for each zero reflection point extracted by the first extraction unit, a target range that is a range in which a target including the zero reflection point is estimated to exist.
  • the removal unit removes a DC component from a beat signal obtained by transmitting and receiving a multi-frequency continuous wave (hereinafter referred to as “multi-frequency CW”).
  • a 2nd measurement part calculates
  • the second extraction unit extracts an in-range reflection point that is a reflection point included in the target range set by the range setting unit from the measurement result of the second measurement unit.
  • the calculation unit calculates a cross speed that is a speed in the cross range direction of the in-range reflection point.
  • the estimation unit statistically processes the cross velocity calculated for each target range by the calculation unit. Thereby, an estimation part calculates
  • the radar apparatus can accurately detect the movement of the target located in a short distance in the range direction and the cross range direction based on the measurement results by the FMCW method and the multi-frequency CW method. . That is, the radar apparatus according to the present disclosure can accurately detect the movement state of a target located at a short distance without using a broadband radar.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the radar apparatus.
  • FIG. 2 is a flowchart of the short distance detection process.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram regarding the zero reflection point and the near reflection point.
  • FIG. 4 is a diagram showing the influence of the zero reflection point on the nearby reflection point in the beat signal when the 2CW method is used.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of filtering.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a situation in which the short distance detection process is used.
  • the radar apparatus 1 is installed at both ends in the vehicle width direction of bumpers installed at the front end and the rear end of the vehicle.
  • the two radar devices 1 installed in the bumper at the front end are arranged so that the front and right or left sides of the vehicle are included in the search range.
  • the two radar devices 1 installed in the bumper at the rear end are arranged so that the rear and right or left sides of the vehicle are included in the search range. All of these four radar devices 1 have the same configuration.
  • FIG. 3 illustrates the radar device 1 installed at the right rear end of the vehicle.
  • the radar apparatus 1 includes an antenna unit 2, a transmission / reception unit 3, and a signal processing unit 4.
  • the radar device 1 is connected to be communicable with other in-vehicle devices via an in-vehicle local area network (not shown), for example.
  • the antenna unit 2 includes, for example, a plurality of antennas arranged in a line in the horizontal direction.
  • the antenna unit 2 transmits and receives millimeter wave electromagnetic waves as radar waves.
  • the transmission / reception unit 3 transmits / receives radar waves alternately via the antenna unit 2 at predetermined time intervals. At this time, the transmission / reception unit 3 transmits / receives FMCW (frequency modulated continuous wave) or two-frequency continuous wave (hereinafter referred to as “2CW”) as a radar wave. That is, the transmission / reception unit 3 uses a narrowband radar having a bandwidth of several hundred MHz or less, not a wideband radar such as UWB.
  • FMCW frequency modulated continuous wave
  • 2CW two-frequency continuous wave
  • the transmission / reception unit 3 generates a beat signal for each reception signal received by a plurality of antennas included in the antenna unit 2.
  • the beat signal here is composed of the frequency component of the difference between the received signal and the transmitted signal.
  • the transmission / reception unit 3 outputs reception data obtained by A / D converting the beat signal to the signal processing unit 4.
  • the signal processing unit 4 is mainly configured by a known microcomputer having a semiconductor memory (hereinafter referred to as “memory 42”) such as a RAM, a ROM, and a flash memory, and a CPU 41.
  • a semiconductor memory hereinafter referred to as “memory 42”
  • the CPU 41 reading and executing a program stored in a non-transitional tangible recording medium.
  • the memory 42 corresponds to a non-transitional tangible recording medium that stores a program.
  • processing (method corresponding to a program) for realizing various functions is executed by executing the program.
  • the number of microcomputers constituting the signal processing unit 4 may be one or plural.
  • the CPU 41 executes a program.
  • the signal processing unit 4 executes at least a short distance detection process for detecting a target existing at a short distance based on the beat signal obtained from the transmission / reception unit 3.
  • the method for realizing the short distance detection function by the signal processing unit 4 is not limited to software such as a program.
  • the short distance detection function may be realized by using one or a plurality of hardware, for example, for some or all elements of the function.
  • the short distance detection function is realized by hardware such as an electronic circuit, it may be realized by a digital circuit including a plurality of logic circuits or an analog circuit. Or you may implement
  • the signal processing unit 4 acquires a beat signal generated by transmitting / receiving the FMCW from the transmitting / receiving unit 3 (S110).
  • the signal processing unit 4 performs frequency analysis on the beat signal acquired in the process of S110, and extracts a reflection point that reflects the FMCW (S120).
  • the reflection point may be extracted by using a well-known method in the FMCW radar.
  • the signal processing unit 4 obtains the following reflection point information. Specifically, the relative speed Vr, distance R, and direction ⁇ of the reflection point with respect to a vehicle (hereinafter referred to as “own vehicle”) on which the radar apparatus 1 is mounted are obtained.
  • the relative speed Vr at this time is a relative speed in the range direction, which is a direction along a straight line connecting the host vehicle and the reflection point.
  • the relative speed in the range direction is referred to as a range speed dR.
  • FIG. 3 shows the range speed dR for each reflection point moving in the vehicle width direction of the host vehicle in the same target.
  • the value of the range speed dR varies depending on the positional relationship between the radar device 1 and the reflection point even at the reflection point of the same target moving in the vehicle width direction of the host vehicle.
  • the range speed dR becomes a positive value (dR> 0).
  • the range speed dR becomes a negative value (dR ⁇ 0).
  • the signal processing unit 4 extracts, as the zero reflection point, the reflection point at which the range speed dR becomes zero among the reflection points extracted in the process of S120 (S130).
  • a counter that counts the number of consecutive measurements is prepared at the zero reflection point.
  • the count value of the counter is set as follows. For example, it is assumed that the zero reflection point is measured at the same position (same direction and same distance) in the previous measurement cycle and the current measurement cycle. In this case, the count value of the zero reflection point measured in the previous measurement cycle is incremented (+1). On the other hand, it is assumed that the zero reflection point is not measured at the same position in the previous measurement cycle and the current measurement cycle. In this case, the count value of the zero reflection point measured in the previous measurement cycle is set as the initial value (1).
  • the signal processing unit 4 determines whether there is a zero reflection point that satisfies a preset detection condition among the extracted zero reflection points (S140).
  • the signal processing unit 4 once ends this process.
  • the signal processing unit 4 executes the process of S150.
  • the signal processing unit 4 sets a target range for each of the zero reflection points determined to satisfy the detection condition in the process of S140 (S150).
  • the setting of the target range at this time includes a zero reflection point and takes into account the length of a general vehicle.
  • the target range is a range of azimuth angles where a target having a zero reflection point is estimated to exist.
  • the signal processing unit 4 acquires a beat signal obtained by transmitting / receiving 2CW from the transmitting / receiving unit 3 (S160).
  • the beat signal acquired at this time is a signal obtained at a timing that can be regarded as simultaneous with the FMCW beat signal acquired by the processing of S110.
  • the signal processing unit 4 removes a DC component from the beat signal acquired in the process of S160 (S170). That is, the signal processing unit 4 removes the signal component that the zero reflection point detected in the processing of S130 affects the measurement result of the near reflection point.
  • the signal intensity of the reflected wave from the zero reflection point is very strong. Therefore, the signal component based on the reflected wave from the near reflection point located in the vicinity of the zero reflection point is buried in the signal component based on the reflected wave from the zero reflection point. Therefore, the signal processing unit 4 removes the signal component that causes the signal component based on the reflected wave from the near reflection point to be buried in the signal component based on the reflected wave from the zero reflection point.
  • the radar apparatus 1 according to the present embodiment can extract a signal component based on a reflected wave from a nearby reflection point located in the vicinity of the zero reflection point.
  • the signal processing unit 4 selects one of the target ranges set in the processing of S150 as the target range (S180).
  • the signal processing unit 4 analyzes the frequency of the beat signal from which the DC component has been removed in the process of S170, and extracts the reflection point that has reflected 2CW. Thereby, the signal processing unit 4 extracts an in-range reflection point that is a reflection point existing in the target range selected in the processing of S180 (S190).
  • the signal processing unit 4 obtains information on the in-range reflection point as follows.
  • the range speed dR relative speed in the range direction
  • the direction ⁇ of the reflection point with respect to the host vehicle are obtained.
  • the azimuth ⁇ at this time is an angle based on the azimuth in which the zero reflection point is detected in the selected target range (see FIG. 3).
  • the signal processing unit 4 calculates the velocity Vc in the cross range direction of the in-range reflection point (hereinafter referred to as “cross velocity Vc”) based on the calculation result of the processing of S190.
  • the cross range direction here is a direction orthogonal to a straight line indicating the range direction of the zero reflection point in the target range (see FIG. 3).
  • the cross range direction is a direction along a reflection surface reflecting FMCW or 2CW.
  • the signal processing unit 4 calculates the cross speed Vc for each in-range reflection point using Equation (1).
  • Vc dR / cos ⁇ (1)
  • the signal processing unit 4 performs filtering on the cross velocity Vc for each in-range reflection point obtained in the process of S200. Thereby, the signal processing unit 4 calculates an estimated cross speed Vo (hereinafter referred to as “estimated cross speed Vo”) (S210). Specifically, the signal processing unit 4 calculates an average value and a median value of the cross velocities Vc of all in-range reflection points by filtering (statistically processes). The signal processing unit 4 sets the calculation result as the estimated cross speed Vo. Note that the method of calculating the estimated cross speed Vo is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, the signal processing unit 4 obtains a probability density function for the distribution of the cross velocity Vc using a kernel function. Then, the signal processing unit 4 sets the mode value in the probability density function as the estimated cross speed Vo.
  • the signal processing unit 4 determines whether or not all target ranges set in the processing of S150 have been selected as target ranges (S220). As a result, when the signal processing unit 4 determines that all target ranges have not been selected as the target range (S220: NO), the process returns to S180. Then, the processing of S180 to S210 is repeated. That is, the signal processing unit 4 obtains an estimated cross speed Vo for each target range. On the other hand, if the signal processing unit 4 determines that all target ranges have been selected as the target range (S220: YES), the signal processing unit 4 executes the process of S230.
  • the signal processing unit 4 outputs the estimated cross speed Vo obtained for each target range as an estimated speed in the cross range direction of the target existing in the target range (S230). Then, this process ends.
  • the radar apparatus 1 processes a beat signal obtained by the FMCW method. Thereby, the direction where the zero reflection point exists is specified. Further, the radar apparatus 1 removes the direct current component of the beat signal obtained by the 2CW method in the specified direction. That is, the signal component based on the reflected wave from the zero reflection point is removed. As a result, a nearby reflection point (a plurality of reflection points) located in the vicinity of the zero reflection point is extracted. The near reflection point has a non-zero range speed dR. Therefore, the cross speed Vc is obtained based on the range speed dR. As described above, according to the radar apparatus 1, it is possible to accurately detect the movement state in the cross range direction of a target located at a short distance without using a broadband radar.
  • the radar apparatus 1 statistically processes the cross velocity Vc obtained from a plurality of nearby reflection points. Thereby, the cross velocity Vc of the target having the nearby reflection point is estimated.
  • the radar apparatus 1 it is possible to perform a short distance detection process of a target using a signal component (a signal component having a low signal intensity) based on a reflected wave from a nearby reflection point. Further, the radar apparatus 1 can suppress erroneous detection of the movement state of the target even when performing detection processing using a signal component with low signal intensity.
  • the radar apparatus 1 can accurately detect the moving state of the vehicle in a scene as shown in FIG. 6, for example.
  • FIG. 6 shows a scene in which the host vehicle is about to retreat from the parking space of the parking lot.
  • a scene in which another vehicle is about to cross the rear of the own vehicle is shown. In such a scene, the radar apparatus 1 can accurately detect the speed in the moving direction of the other vehicle.
  • the technology of the present disclosure may realize a plurality of functions of one constituent element in the above embodiment by a plurality of constituent elements.
  • One function of one component may be realized by a plurality of components.
  • one function realized by a plurality of components may be realized by one component.
  • at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment.
  • the technology of the present disclosure can be provided in the following various forms in addition to the radar device 1 described above, for example. Specifically, it can be provided by a system having the radar device 1 as a component. Further, the radar apparatus 1 can be provided by a program for causing a computer to function. Further, the program can be provided by a non-transitional tangible recording medium such as a semiconductor memory in which the program is recorded. Moreover, it can provide by the detection method of the moving speed of a cross range direction.
  • SYMBOLS 1 Radar apparatus (vehicle-mounted radar apparatus), 2 ... Antenna part, 3 ... Transmission / reception part, 4 ... Signal processing part, 41 ... CPU, 42 ... Memory.

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Abstract

レーダ装置１は、ＦＭＣＷのビート信号から、反射点の位置および相対速度を求める。そして、相対速度がゼロとなる反射点であるゼロ反射点を抽出する（Ｓ１１０～Ｓ１３０）。レーダ装置１は、ゼロ反射点毎に、ゼロ反射点を含んだ物標が存在すると推定される範囲である物標範囲を設定する（Ｓ１５０）。レーダ装置１は、直流成分を除去した２ＣＷのビート信号から、反射点の位置および相対速度を求める。そして、物標範囲に属する反射点である範囲内反射点を抽出する（Ｓ１６０～Ｓ１９０）。レーダ装置１は、範囲内反射点のそれぞれについて、範囲内反射点のクロスレンジ方向の速度であるクロス速度を算出し、算出されたクロス速度を、物標範囲毎に統計的に処理する。これにより、レーダ装置１は、物標範囲に存在する物標のクロス速度の推定値を求める（Ｓ２００～Ｓ２１０）。

Description

レーダ装置及びレーダ装置による物標検出方法
　本開示は、異なる方式を組み合わせて計測を行うレーダ装置に関する。
　近距離の計測には距離分解能が高い方式を用いる。遠距離の計測には処理負荷の小さい方式を用いる。このような異なる方式を組み合わせて計測を行うレーダ装置が知られている。例えば、特許文献１には、次のような計測方法が提案されている。近距離の計測は、広帯域レーダ（例えばＵＷＢ方式）を用いて行う。遠距離の計測は、狭帯域レーダ（例えばＦＭＣＷ方式）を用いて行う。なお、ＵＷＢはUltra　Wide　Bandである。ＦＭＣＷはFrequency　Modulated　Continuous　Waveである。
特開２００８－２４９３９９号公報
　しかしながら、ＵＷＢ方式を用いる従来技術（特許文献１に記載の技術）は、他の無線システムと干渉が発生し易い。また、時間幅が極めて狭いパルスを送受信するための高速な動作に対応するハードウェアが必要である。
　これに対して、ＵＷＢ方式に代わりに多周波ＣＷ方式を用いて近距離の計測を行う方法が考えられる。しかし、多周波ＣＷ方式では、入射方向に向かって反射される反射波の反射点（以下「ゼロ反射点」という）が存在する場合に、ゼロ反射点からの反射波の信号強度が非常に強い。その結果、ゼロ反射点の近傍に位置する他の反射点（以下「近傍反射点」という）からの反射波が埋もれてしまう。そのため、近傍反射点の情報を計測結果として利用できなかった。また、ゼロ反射点では、検出される相対速度がゼロとなる。そのため、ゼロ反射点を有する物標の移動状況を正しく把握できない。
　本開示は、広帯域レーダを用いることなく、近距離に位置する物標の移動状況を正確に検出する技術を提供する。
　本開示の技術の一態様であるレーダ装置は、第１計測部（４：Ｓ１２０）と、第１抽出部（４：Ｓ１３０）と、範囲設定部（４：Ｓ１５０）と、除去部（４：Ｓ１７０）と、第２計測部（４：Ｓ１９０）と、第２抽出部（４：Ｓ１９０）と、算出部（４：Ｓ２００）と、推定部（４：Ｓ２１０）と、を備える。第１計測部は、周波数変調連続波（以下「ＦＭＣＷ」という）を送受信することによって得られるビート信号から、ＦＭＣＷを反射した反射点の位置および相対速度を求める。第１抽出部は、第１計測部の計測結果から、相対速度がゼロとなる反射点であるゼロ反射点を抽出する。範囲設定部は、第１抽出部によって抽出されたゼロ反射点毎に、該ゼロ反射点を含んだ物標が存在すると推定される範囲である物標範囲を設定する。除去部は、多周波連続波（以下「多周波ＣＷ」という）を送受信することによって得られるビート信号から直流成分を除去する。第２計測部は、除去部によって直流成分が除去されたビート信号から、多周波ＣＷを反射した反射点の位置および相対速度を求める。第２抽出部は、第２計測部の計測結果から、範囲設定部によって設定された物標範囲に含まれる反射点である範囲内反射点を抽出する。算出部は、第２抽出部によって抽出された範囲内反射点のそれぞれについて、該範囲内反射点のクロスレンジ方向の速度であるクロス速度を算出する。推定部は、算出部によって物標範囲毎に算出されたクロス速度を統計的に処理する。これにより、推定部は、該物標範囲に存在する物標のクロス速度の推定値を求める。
　このような構成によれば、本開示のレーダ装置は、ＦＭＣＷ方式および多周波ＣＷ方式による計測結果に基づき、近距離に位置する物標のレンジ方向およびクロスレンジ方向への移動を正確に検出できる。つまり、本開示のレーダ装置は、広帯域レーダを用いることなく、近距離に位置する物標の移動状況を正確に検出できる。
　なお、本項目欄および請求の範囲に記載した括弧内の符号は、本開示の技術の一態様として後述する実施形態に記載の構成要素との対応関係を例示する。よって、本符号の記載は、本開示の技術的範囲を限定しない。
図１は、レーダ装置の構成を示すブロック図である。 図２は、近距離検出処理のフローチャートである。 図３は、ゼロ反射点および近傍反射点に関する説明図である。 図４は、２ＣＷ方式を用いた場合のビート信号において、ゼロ反射点が近傍反射点に与える影響を示す図である。 図５は、フィルタリングの一例を示す図である。 図６は、近距離検出処理が使用される状況を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
　［１．構成］
　レーダ装置１は、車両の前端および後端に設置されたバンパの車幅方向両端にそれぞれ設置される。前端のバンパに設置される二つのレーダ装置１は、車両の前方と右側方または左側方とが探査範囲に含まれるような向きに配置されている。後端のバンパに設置される二つのレーダ装置１は、車両の後方と右側方または左側方とが探査範囲に含まれるような向きに配置されている。これら四つのレーダ装置１は、いずれも同様の構成を有する。例えば、図３は、車両の右後方端に設置されたレーダ装置１を例示している。
　図１に示すように、レーダ装置１は、アンテナ部２、送受信部３および信号処理部４を備える。レーダ装置１は、例えば、車載ローカルエリアネットワーク（非図示）を介して、他の車載装置と通信可能に接続されている。
　アンテナ部２は、例えば、水平方向に一列に配置された複数のアンテナを備える。アンテナ部２は、ミリ波帯の電磁波をレーダ波として送受信する。
　送受信部３は、アンテナ部２を介し、所定時間間隔に従って、レーダ波を交互に送受信する。このとき、送受信部３は、ＦＭＣＷ（周波数変調連続波）または２周波連続波（以下「２ＣＷ」という）をレーダ波として送受信する。つまり、送受信部３は、ＵＷＢ等の広帯域レーダではなく、帯域幅が数百ＭＨｚ以下の狭帯域レーダを用いる。さらに、送受信部３は、アンテナ部２が備える複数のアンテナによって受信される受信信号毎に、ビート信号を生成する。なお、ここでいうビート信号は、受信信号と送信信号との差の周波数成分からなる。送受信部３は、ビート信号をＡ／Ｄ変換した受信データを信号処理部４に出力する。
　信号処理部４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下「メモリ４２」という）と、ＣＰＵ４１と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。信号処理部４の各種機能は、ＣＰＵ４１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを読み出し実行することにより実現される。本実施形態では、メモリ４２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、本実施形態では、プログラムが実行されることによって、各種機能を実現する処理（プログラムに対応する方法）が実行される。なお、信号処理部４を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。
　信号処理部４は、ＣＰＵ４１がプログラムを実行する。これにより、信号処理部４は、送受信部３から得られるビート信号に基づき、近距離に存在する物標を検出する近距離検出処理を少なくとも実行する。なお、信号処理部４が近距離検出機能を実現する方法は、プログラム等のソフトウェアに限らない。近距離検出機能は、例えば、その機能の一部又は全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現してもよい。例えば、近距離検出機能を電子回路等のハードウェアによって実現する場合、複数の論理回路を含むデジタル回路、又は、アナログ回路によって実現してもよい。あるいは、これらの組合せによって実現してもよい。
　［２．処理］
　次に、信号処理部４が実行する近距離検出処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、本処理は、所定の計測サイクル（例えば８０ｍｓ）毎に繰り返し起動し実行される。
　本処理が起動すると、信号処理部４は、ＦＭＣＷを送受信することによって生成されたビート信号を送受信部３から取得する（Ｓ１１０）。
　信号処理部４は、Ｓ１１０の処理で取得したビート信号を周波数解析し、ＦＭＣＷを反射した反射点を抽出する（Ｓ１２０）。なお、反射点の抽出は、ＦＭＣＷレーダにおける周知の方法を用いればよい。このとき、信号処理部４は、次のような反射点の情報を求める。具体的には、レーダ装置１を搭載する車両（以下「自車両」という）に対する反射点の相対速度Ｖｒ、距離Ｒ、および方位φを求める。なお、このときの相対速度Ｖｒは、自車両と反射点とを結ぶ直線に沿った方向であるレンジ方向の相対速度である。以降では、レンジ方向の相対速度をレンジ速度ｄＲという。図３には、同一物標において、自車両の車幅方向に移動する反射点毎のレンジ速度ｄＲが示されている。このように、レンジ速度ｄＲの値は、自車両の車幅方向に移動する同一物標の反射点であっても、レーダ装置１と反射点との位置関係に応じて異なる。具体的には、レンジ方向を示す直線が反射面と直交する位置Ａでは、レンジ速度ｄＲはゼロとなる（ｄＲ＝０）。位置Ｂから位置Ａまでの間のでは、レンジ速度ｄＲはプラスの値となる（ｄＲ＞０）。位置Ｃから位置Ａまでの間のでは、レンジ速度ｄＲはマイナスの値となる（ｄＲ＜０）。
　信号処理部４は、Ｓ１２０の処理で抽出した反射点のうち、レンジ速度ｄＲがゼロとなった反射点を、ゼロ反射点として抽出する（Ｓ１３０）。なお、ゼロ反射点には、連続して計測された回数をカウントするカウンタが用意されている。カウンタのカウント値は、次のように設定される。例えば、前回の計測サイクルと今回の計測サイクルにおいて、ゼロ反射点が同じ位置（同一方向かつ同一距離）に計測されたとする。この場合には、前回の計測サイクルにおいて計測されたゼロ反射点のカウント値を、インクリメントする（＋１）。一方、前回の計測サイクルと今回の計測サイクルにおいて、ゼロ反射点が同じ位置に計測されなかったとする。この場合には、前回の計測サイクルにおいて計測されたゼロ反射点のカウント値を、初期値（１）とする。
　信号処理部４は、抽出したゼロ反射点のうち、予め設定された検出条件を満たすゼロ反射点が存在するか否かを判定する（Ｓ１４０）。本実施形態では、次のような検出条件を用いる。具体的には、検出条件は、自車両から反射点までの距離が、所定距離（上限距離）以内であり、且つ、連続計測回数を示すカウント値が、所定値Ｎ（例えばＮ＝４）以上である。その結果、信号処理部４は、検出条件を満たすゼロ反射点が存在しないと判定した場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、本処理を一旦終了する。一方、信号処理部４は、検出条件を満たすゼロ反射点が存在すると判定した場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、Ｓ１５０の処理を実行する。
　信号処理部４は、Ｓ１４０の処理で検出条件を満たすと判定されたゼロ反射点のそれぞれについて、物標範囲を設定する（Ｓ１５０）。このときの物標範囲の設定は、ゼロ反射点を含み、且つ、一般的な車両の長さが考慮されている。なお、物標範囲は、ゼロ反射点を有する物標が存在すると推定される方位角度の範囲である。
　信号処理部４は、２ＣＷを送受信することによって得られたビート信号を送受信部３から取得する（Ｓ１６０）。このとき取得するビート信号は、Ｓ１１０の処理によって取得されたＦＭＣＷのビート信号と、同時と見なせるタイミングで得られた信号である。
　信号処理部４は、Ｓ１６０の処理で取得したビート信号から直流成分を除去する（Ｓ１７０）。つまり、信号処理部４は、Ｓ１３０の処理で検出したゼロ反射点が、近傍反射点の計測結果に影響を及ぼす信号成分を除去する。ゼロ反射点からの反射波の信号強度は非常に強い。そのため、ゼロ反射点の近傍に位置する近傍反射点からの反射波に基づく信号成分は、ゼロ反射点からの反射波に基づく信号成分の中に埋もれてしまう。そこで、信号処理部４は、近傍反射点からの反射波に基づく信号成分が、ゼロ反射点からの反射波に基づく信号成分の中に埋もれる原因となる信号成分を除去する。これにより、図４に示すように、本実施形態に係るレーダ装置１は、ゼロ反射点の近傍に位置する近傍反射点からの反射波に基づく信号成分が抽出できる。
　信号処理部４は、Ｓ１５０の処理で設定した物標範囲の一つを対象範囲として選択する（Ｓ１８０）。
　信号処理部４は、Ｓ１７０の処理で直流成分が除去されたビート信号を周波数解析し、２ＣＷを反射した反射点を抽出する。これにより、信号処理部４は、Ｓ１８０の処理で選択した対象範囲内に存在する反射点である範囲内反射点を抽出する（Ｓ１９０）。なお、反射点の抽出は、２ＣＷレーダにおける周知の方法を用いればよい。このとき、信号処理部４は、次のような範囲内反射点の情報を求める。具体的には、自車両に対する反射点のレンジ速度ｄＲ（レンジ方向の相対速度）および方位θを求める。なお、このときの方位θは、選択した対象範囲において、ゼロ反射点が検出された方位を基準とする角度である（図３を参照）。
　信号処理部４は、Ｓ１９０の処理による算出結果に基づき、範囲内反射点のクロスレンジ方向の速度Ｖｃ（以下「クロス速度Ｖｃ」という）を算出する。ここでいうクロスレンジ方向は、対象範囲におけるゼロ反射点のレンジ方向を示す直線に対して直行する方向である（図３を参照）。クロスレンジ方向は、ＦＭＣＷや２ＣＷを反射した反射面に沿った方向である。信号処理部４は、レンジ速度ｄＲおよび方位θに基づき、（１）式を用いて、範囲内反射点毎にクロス速度Ｖｃを算出する。
　　Ｖｃ＝ｄＲ／ｃｏｓθ　　（１）
　信号処理部４は、Ｓ２００の処理で求めた範囲内反射点毎のクロス速度Ｖｃに対してフィルタリングを行う。これにより、信号処理部４は、推定されるクロス速度Ｖｏ（以下「推定クロス速度Ｖｏ」という）を算出する（Ｓ２１０）。具体的には、信号処理部４は、フィルタリングによって、全ての範囲内反射点のクロス速度Ｖｃの平均値や中央値を算出する（統計的に処理する）。信号処理部４は、算出結果を推定クロス速度Ｖｏとする。なお、推定クロス速度Ｖｏの算出方法は、これに限らない。例えば、図５に示すように、信号処理部４は、クロス速度Ｖｃの分布についての確率密度関数を、カーネル関数を用いて求める。そして、信号処理部４は、確率密度関数における最頻値を、推定クロス速度Ｖｏとする。
　信号処理部４は、Ｓ１５０の処理で設定した全ての物標範囲を、対象範囲として選択したか否かを判定する（Ｓ２２０）。その結果、信号処理部４は、全ての物標範囲を、対象範囲として選択していないと判定した場合（Ｓ２２０：ＮＯ）、Ｓ１８０の処理に戻る。そして、Ｓ１８０～Ｓ２１０の処理を繰り返す。つまり、信号処理部４は、物標範囲毎に推定クロス速度Ｖｏを求める。一方、信号処理部４は、全ての物標範囲を、対象範囲として選択済と判定した場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、Ｓ２３０の処理を実行する。
　信号処理部４は、物標範囲毎に求めた推定クロス速度Ｖｏを、その物標範囲に存在する物標のクロスレンジ方向の推定速度として出力する（Ｓ２３０）。そして、本処理を終了する。
　［３．効果］
　以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
　（３ａ）レーダ装置１は、ＦＭＣＷ方式によって得られるビート信号を処理する。これにより、ゼロ反射点が存在する方向を特定する。また、レーダ装置１は、特定された方向について、２ＣＷ方式によって得られるビート信号の直流成分を除去する。即ち、ゼロ反射点からの反射波に基づく信号成分を除去する。これにより、ゼロ反射点の近傍に位置する近傍反射点（複数の反射点）を抽出する。近傍反射点は、レンジ速度ｄＲがゼロではない。そのため、クロス速度Ｖｃは、レンジ速度ｄＲに基づき求められる。このように、レーダ装置１によれば、広帯域レーダを用いることなく、近距離に位置する物標のクロスレンジ方向の移動状況を正確に検出できる。
　（３ｂ）レーダ装置１は、複数の近傍反射点から求められるクロス速度Ｖｃを統計的に処理する。これにより、近傍反射点を有する物標のクロス速度Ｖｃを推定している。このように、レーダ装置１によれば、近傍反射点からの反射波に基づく信号成分（信号強度の弱い信号成分）を利用して、物標の近距離検出処理が行える。また、レーダ装置１では、信号強度の弱い信号成分を用いた検出処理を行う場合であっても、物標の移動状況の誤検出を抑制できる。
　（３ｃ）レーダ装置１は、例えば、図６に示すような場面において、車両の移動状況を正確に検出できる。図６には、自車両が、駐車場の駐車スペースから後退して出ようとしている場面が示されている。またこのとき、他車両が、自車両の後方を横切ろうとしている場面が示されている。レーダ装置１では、このような場面において、他車両の移動方向の速度を、正確に検出できる。
　［４．他の実施形態］
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施できる。
　（４ａ）本開示の技術は、上記実施形態における一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てもよい。また、一つの構成要素が有する一つの機能を、複数の構成要素によって実現してもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、一つの構成要素によって実現してもよい。また、複数の構成要素によって実現される一つの機能を、一つの構成要素によって実現してもよい。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、本開示の実施形態には、請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が含まれる。
　（４ｂ）本開示の技術は、上述したレーダ装置１の他、例えば、次のような種々の形態で提供できる。具体的には、レーダ装置１を構成要素とするシステムによって提供できる。また、レーダ装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラムによって提供できる。また、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体的記録媒体によって提供できる。また、クロスレンジ方向の移動速度の検出方法によって提供できる。
１…レーダ装置（車載レーダ装置）、２…アンテナ部、３…送受信部、４…信号処理部、４１…ＣＰＵ、４２…メモリ。

Claims (5)

  1. 　周波数変調連続波を送受信することによって得られるビート信号から、前記周波数変調連続波を反射した反射点の位置および相対速度を求めるように構成された第１計測部（４：Ｓ１２０）と、
    　前記第１計測部の計測結果から、相対速度がゼロとなる反射点であるゼロ反射点を抽出するように構成された第１抽出部（４：Ｓ１３０）と、
    　前記第１抽出部によって抽出された前記ゼロ反射点毎に、該ゼロ反射点を含んだ物標が存在すると推定される範囲である物標範囲を設定するように構成された範囲設定部（４：Ｓ１５０）と、
    　多周波連続波を送受信することによって得られるビート信号から直流成分を除去するように構成された除去部（４：Ｓ１７０）と、
    　前記除去部によって直流成分が除去されたビート信号から、前記多周波連続波を反射した反射点の位置および相対速度を求めるように構成された第２計測部（４：Ｓ１９０）と、
    　前記第２計測部の計測結果から、前記範囲設定部によって設定された物標範囲に含まれる反射点である範囲内反射点を抽出するように構成された第２抽出部（４：Ｓ１９０）と、
    　前記第２抽出部によって抽出された範囲内反射点のそれぞれについて、該範囲内反射点のクロスレンジ方向の速度であるクロス速度を算出するように構成された算出部（４：Ｓ２００）と、
    　前記算出部によって前記物標範囲毎に算出されたクロス速度を統計的に処理することで、該物標範囲に存在する物標のクロス速度の推定値を求めるように構成された推定部（４：Ｓ２１０）と、
    　を備えるレーダ装置。
  2. 　前記範囲設定部は、
    　前記第１抽出部によって抽出された前記ゼロ反射点のうち、予め設定された連続計測回数以上、同じ位置に計測された前記ゼロ反射点について、前記物標範囲を設定する、請求項１に記載のレーダ装置。
  3. 　前記範囲設定部は、
    　前記第１抽出部によって抽出された前記ゼロ反射点のうち、予め設定された上限距離以内に位置する前記ゼロ反射点について、前記物標範囲を設定する、請求項１又は請求項２に記載のレーダ装置。
  4. 　前記推定部は、
    　カーネル関数を用いて確率密度関数を求め、該確率密度関数の最頻値を、前記推定値とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
  5. 　レーダ装置による物標検出方法であって、
    　周波数変調連続波を送受信することによって得られるビート信号から、前記周波数変調連続波を反射した反射点の位置および相対速度を求める第１計測工程（４：Ｓ１２０）と、
    　前記第１計測工程による計測結果から、相対速度がゼロとなる反射点であるゼロ反射点を抽出する第１抽出工程（４：Ｓ１３０）と、
    　前記第１抽出工程によって抽出された前記ゼロ反射点毎に、該ゼロ反射点を含んだ物標が存在すると推定される範囲である物標範囲を設定する範囲設定工程（４：Ｓ１５０）と、
    　多周波連続波を送受信することによって得られるビート信号から直流成分を除去する除去工程（４：Ｓ１７０）と、
    　前記除去工程によって直流成分が除去されたビート信号から、前記多周波連続波を反射した反射点の位置および相対速度を求める第２計測工程（４：Ｓ１９０）と、
    　前記第２計測工程による計測結果から、前記範囲設定工程によって設定された物標範囲に含まれる反射点である範囲内反射点を抽出する第２抽出工程（４：Ｓ１９０）と、
    　前記第２抽出工程によって抽出された範囲内反射点のそれぞれについて、該範囲内反射点のクロスレンジ方向の速度であるクロス速度を算出する算出工程（４：Ｓ２００）と、
    　前記算出工程によって前記物標範囲毎に算出されたクロス速度を統計的に処理することで、該物標範囲に存在する物標のクロス速度の推定値を求める推定工程（４：Ｓ２１０）と、
    　を含む物標検出方法。
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