WO2020075689A1 - 電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム - Google Patents

電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム Download PDF

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WO2020075689A1
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antenna
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徹 佐原
正光 錦戸
村上 洋平
聡 川路
将行 佐東
拓也 本間
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京セラ株式会社
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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device, a control method for the electronic device, and a control program for the electronic device.
  • RADAR Radio Detecting and Ranging
  • Patent Document 1 irradiates a target object with a transmission signal subjected to linear FM modulation in a specific cycle, detects a beat signal by a difference from a reception signal from the target object, and analyzes a frequency / frequency of the signal to detect distance / speed.
  • An FM-CW radar device that performs measurement is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a technique that enables a phase of a transmission wave to be controlled to an arbitrary value with high accuracy in a transmitter in which a high frequency signal of about several tens GHz is used as a transmission wave.
  • An electronic device includes a transmission antenna that transmits a transmission wave, a reception antenna that receives a reflected wave in which the transmission wave is reflected, and a control unit.
  • the control unit detects an object reflecting the transmission wave based on a transmission signal transmitted as the transmission wave and a reception signal received as the reflection wave.
  • the control unit sets a range in which the object is detected for each frame of the transmission wave.
  • An electronic device includes a transmission antenna that transmits a transmission wave, a reception antenna that receives a reflected wave in which the transmission wave is reflected, and a control unit.
  • the control unit detects an object reflecting the transmission wave based on a transmission signal transmitted as the transmission wave and a reception signal received as the reflection wave.
  • the control unit sets a range in which the object is detected for at least one of the frame of the transmission wave, a portion forming the frame, and a chirp signal included in the transmission wave.
  • An electronic device includes a transmission antenna that transmits a transmission wave, a reception antenna that receives a reflected wave in which the transmission wave is reflected, and a control unit.
  • the control unit detects an object reflecting the transmission wave based on a transmission signal transmitted as the transmission wave and a reception signal received as the reflection wave.
  • the control unit sets a range in which the object is detected for each frame of the transmission wave.
  • the controller includes a signal used for calibration in the frame.
  • a method for controlling an electronic device includes the following steps. (1) A step of transmitting a transmission wave from a transmission antenna (2) A step of receiving a reflected wave obtained by reflecting the transmission wave from a reception antenna (3) A transmission signal transmitted as the transmission wave and received as the reflection wave Detecting an object that reflects the transmitted wave based on a received signal according to (4) setting a range for detecting the object for each frame of the transmitted wave
  • a control program for an electronic device causes a computer to execute the above steps (1) to (4).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a transmission signal according to one embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an operation of the electronic device according to the embodiment. It is a figure which shows the example of arrangement
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of setting an object detection range for each part that configures a frame according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of setting an object detection range for each chirp signal that constitutes a frame in one embodiment.
  • 9 is a flowchart illustrating an operation of the electronic device according to the embodiment. It is a figure explaining the example which sets up the object detection range in a frame in one embodiment. It is a functional block diagram which shows roughly the structure of the electronic device which concerns on other embodiment. It is a figure which illustrates the structure of the frame in other embodiment.
  • An object of the present disclosure is to provide an electronic device, a control method for an electronic device, and a control program for an electronic device that can improve the convenience of object detection. According to an embodiment, it is possible to provide an electronic device, a control method for an electronic device, and a control program for an electronic device that can improve the convenience of object detection.
  • the electronic device can be mounted on a vehicle (moving body) such as an automobile, for example, to detect a predetermined object existing around the moving body. For this reason, the electronic device according to an embodiment can transmit a transmission wave to the surroundings of the moving body from the transmitting antenna installed in the moving body. In addition, the electronic device according to one embodiment can receive a reflected wave in which a transmitted wave is reflected from a receiving antenna provided on a moving object. At least one of the transmitting antenna and the receiving antenna may be provided in, for example, a radar sensor or the like installed on a mobile object.
  • the electronic device according to the embodiment is not limited to an automobile.
  • the electronic device according to one embodiment may be mounted on various mobile bodies such as buses, trucks, motorcycles, bicycles, ships, aircraft, ambulances, fire trucks, agricultural work devices such as helicopters and tractors, and drones.
  • the electronic device according to the embodiment is not necessarily mounted on a moving body that moves by its own power.
  • the moving body on which the electronic device according to the embodiment is mounted may be a trailer portion towed by a tractor.
  • the electronic device can measure a distance between the sensor and the object in a situation where at least one of the sensor and the predetermined object can move. Further, the electronic device according to an embodiment can measure the distance between the sensor and the object even when both the sensor and the object are stationary.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a usage mode of an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 1 illustrates an example in which a sensor including a transmitting antenna and a receiving antenna according to one embodiment is installed on a moving body.
  • a sensor 5 including a transmission antenna and a reception antenna according to one embodiment is installed in the mobile object 100 shown in FIG.
  • the sensor 5 may include, for example, at least one of a transmitting antenna and a receiving antenna. Further, the sensor 5 may appropriately include at least one of other functional units such as at least a part of the control unit 10 (FIG. 2) included in the electronic device 1.
  • the moving body 100 shown in FIG. 1 may be an automobile such as a passenger car, but may be any type of moving body. In FIG. 1, the moving body 100 may be moving (running or slowing down) in the positive Y-axis direction (traveling direction), for example, may be moving in another direction, or may be moving. It may be stationary without it.
  • a sensor 5 having a transmission antenna is installed on the moving body 100.
  • only one sensor 5 including a transmitting antenna and a receiving antenna is installed in front of the moving body 100.
  • the position where the sensor 5 is installed on the moving body 100 is not limited to the position shown in FIG. 1, and may be another position as appropriate.
  • the sensor 5 as shown in FIG. 1 may be installed on the left side, right side, and / or rear side of the moving body 100.
  • the number of such sensors 5 may be one or more arbitrary numbers in accordance with various conditions (or requirements) such as the range and / or accuracy of the measurement in the moving body 100.
  • the sensor 5 may be installed inside the moving body 100.
  • the inside may be, for example, a space inside a bumper, a space inside a headlight, a space such as a driving space, or the like.
  • the sensor 5 transmits an electromagnetic wave as a transmission wave from the transmission antenna. For example, when a predetermined object (for example, the object 200 shown in FIG. 1) exists around the moving body 100, at least a part of the transmission wave transmitted from the sensor 5 is reflected by the object and becomes a reflected wave. Then, by receiving such a reflected wave by the receiving antenna of the sensor 5, for example, the electronic device 1 mounted on the moving body 100 can detect the object.
  • a predetermined object for example, the object 200 shown in FIG. 1
  • the electronic device 1 mounted on the moving body 100 can detect the object.
  • the sensor 5 having a transmitting antenna may be a radar (RADAR (Radio Detecting and Ranging)) sensor that transmits and receives radio waves.
  • RADAR Radio Detecting and Ranging
  • the sensor 5 is not limited to a radar sensor.
  • the sensor 5 according to the embodiment may be a sensor based on, for example, LIDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging, Detection and Ranging) technology using light waves.
  • LIDAR Light Detection and Ranging, Laser Imaging, Detection and Ranging
  • Such sensors can be configured to include, for example, a patch antenna. Since technologies such as RADAR and LIDAR are already known, detailed description may be simplified or omitted as appropriate.
  • the electronic device 1 mounted on the mobile unit 100 shown in FIG. 1 receives a reflected wave of a transmission wave transmitted from the transmission antenna of the sensor 5 from the reception antenna.
  • the electronic device 1 can detect the predetermined object 200 existing within a predetermined distance from the moving body 100.
  • the electronic device 1 can measure the distance L between the moving body 100, which is the own vehicle, and the predetermined object 200.
  • the electronic device 1 can also measure the relative speed between the moving object 100 which is the host vehicle and the predetermined object 200.
  • the electronic device 1 can also measure the direction (the angle of arrival ⁇ ) at which the reflected wave from the predetermined object 200 arrives at the moving body 100 that is the host vehicle.
  • the object 200 is, for example, at least one of an oncoming vehicle that travels in a lane adjacent to the moving body 100, an automobile that runs in parallel with the moving body 100, and an automobile before and after traveling in the same lane as the moving body 100.
  • the object 200 is a motorcycle, bicycle, stroller, pedestrian, guardrail, median strip, road sign, sidewalk step, wall, manhole, slope, wall, obstacle, etc. that exists around the moving body 100. It can be an object.
  • the object 200 may be moving or may be stopped.
  • the object 200 may be a car or the like parked or stopped around the moving body 100.
  • the object 200 is not only on the roadway, but also on sidewalks, farms, farmlands, parking lots, vacant lots, spaces on roads, inside shops, pedestrian crossings, water, aerial, gutters, rivers, and other moving bodies. It may be located at an appropriate place such as inside or outside a building or other structure.
  • the object 200 detected by the sensor 5 includes living things such as humans, dogs, cats, horses, and other animals in addition to inanimate objects.
  • the object 200 detected by the sensor 5 of the present disclosure includes a target including a person, an object, and an animal, which is detected by the radar technology.
  • the ratio between the size of the sensor 5 and the size of the moving body 100 does not necessarily indicate the actual ratio.
  • FIG. 1 shows a state in which the sensor 5 is installed outside the moving body 100.
  • the sensor 5 may be installed at various positions of the moving body 100.
  • the sensor 5 may be installed inside a bumper of the moving body 100 so as not to appear on the appearance of the moving body 100.
  • the transmitting antenna of the sensor 5 transmits a radio wave in a frequency band such as a millimeter wave (30 GHz or more) or a quasi-millimeter wave (for example, around 20 GHz to 30 GHz).
  • the transmitting antenna of the sensor 5 may transmit a radio wave having a frequency bandwidth of 4 GHz, such as 77 GHz to 81 GHz.
  • the transmission antenna of the sensor 5 may transmit an electromagnetic wave in a frequency band other than a millimeter wave (30 GHz or more) or a quasi-millimeter wave (for example, near 20 GHz to 30 GHz).
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing a configuration example of the electronic device 1 according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing a configuration example of the electronic device 1 according to one embodiment.
  • an example of a configuration of the electronic device 1 according to the embodiment will be described.
  • FMCW radar Frequency Modulated Continuous Wave radar
  • the FMCW radar generates a transmission signal by sweeping the frequency of a radio wave to be transmitted. Therefore, for example, in a millimeter-wave FMCW radar that uses radio waves in a frequency band of 79 GHz, the frequency of the radio waves used has a frequency bandwidth of 4 GHz, such as 77 GHz to 81 GHz.
  • the 79 GHz frequency band radar is characterized in that it has a wider usable frequency bandwidth than other millimeter wave / quasi-millimeter wave radars such as the 24 GHz, 60 GHz and 76 GHz frequency bands.
  • the FMCW radar method used in the present disclosure may include an FCM method (Fast-Chirp Modulation) that transmits a chirp signal in a cycle shorter than usual.
  • the signal generated by the signal generator 21 is not limited to the FMCW system signal.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 may be a signal of various systems other than the FMCW system.
  • the transmission signal sequence stored in the storage unit 40 may be different depending on these various methods. For example, in the case of the FMCW type radar signal described above, a signal whose frequency increases and a signal whose frequency decreases every time sample may be used.
  • Known techniques can be applied to the various methods described above as appropriate, and thus a more detailed description is omitted.
  • the electronic device 1 includes a sensor 5 and an ECU (Electronic Control Unit) 50.
  • the ECU 50 controls various operations of the moving body 100.
  • the ECU 50 may be configured by at least one or more ECUs.
  • the electronic device 1 according to one embodiment includes a control unit 10. Further, the electronic device 1 according to one embodiment may appropriately include other functional units such as at least one of the transmission unit 20, the reception units 30A to 30D, and the storage unit 40.
  • the electronic device 1 may include a plurality of receiving units like the receiving units 30A to 30D.
  • the receiving unit 30A, the receiving unit 30B, the receiving unit 30C, and the receiving unit 30D are simply referred to as the “receiving unit 30”.
  • the control unit 10 may include a distance FFT processing unit 11, a speed FFT processing unit 12, an arrival angle estimation unit 13, an object detection unit 14, a detection range determination unit 15, and a parameter setting unit 16. These functional units included in the control unit 10 will be further described later.
  • the transmitting unit 20 may include a signal generating unit 21, a synthesizer 22, phase controllers 23A and 23B, amplifiers 24A and 24B, and transmitting antennas 25A and 25B.
  • phase control unit 23A and the phase control unit 23B are not distinguished, they are simply referred to as “phase control unit 23”.
  • amplifier 24A and the amplifier 24B are not distinguished from each other, they are simply referred to as “amplifier 24”.
  • transmission antenna 25A and the transmission antenna 25B are not distinguished from each other, they are simply referred to as “transmission antenna 25”.
  • the receiving unit 30 may include the corresponding receiving antennas 31A to 31D as shown in FIG.
  • the plurality of receiving units 30 may each include an LNA 32, a mixer 33, an IF unit 34, and an AD converting unit 35, as shown in FIG.
  • the receiving units 30A to 30D may have the same configuration.
  • FIG. 2 schematically shows a configuration of only the receiving unit 30A as a representative example.
  • the sensor 5 described above may include, for example, the transmission antenna 25 and the reception antenna 31.
  • the sensor 5 may appropriately include at least one of other functional units such as the control unit 10.
  • the control unit 10 included in the electronic device 1 can control the operation of the entire electronic device 1 including the control of each functional unit included in the electronic device 1.
  • the control unit 10 may include at least one processor such as a CPU (Central Processing Unit) to provide control and processing capability for performing various functions.
  • the control unit 10 may be implemented collectively by one processor, several processors, or each individual processor.
  • the processor may be implemented as a single integrated circuit.
  • An integrated circuit is also called an IC (Integrated Circuit).
  • the processor may be implemented as a plurality of communicatively connected integrated circuits and discrete circuits.
  • the processor may be implemented based on various other known techniques.
  • the control unit 10 may be configured as, for example, a CPU and a program executed by the CPU.
  • the control unit 10 may appropriately include a memory required for the operation of the control unit 10.
  • the storage unit 40 may store a program executed by the control unit 10, a result of a process executed by the control unit 10, and the like. Further, the storage unit 40 may function as a work memory of the control unit 10.
  • the storage unit 40 can be configured by, for example, a semiconductor memory or a magnetic disk, but is not limited thereto, and can be an arbitrary storage device. Further, for example, the storage unit 40 may be a storage medium such as a memory card inserted into the electronic device 1 according to the embodiment. Further, the storage unit 40 may be an internal memory of the CPU used as the control unit 10 as described above.
  • the storage unit 40 may store various parameters for setting a range in which an object is detected by the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 and the reflected wave R received from the reception antenna 31. Such parameters will be further described later.
  • the range for detecting an object includes at least one of a distance range for detecting an object and an angular range for detecting an object.
  • the angular range for detecting an object may include a horizontal angular range with respect to the ground, a vertical angular range, and any other angular range.
  • control unit 10 can control at least one of the transmission unit 20 and the reception unit 30.
  • control unit 10 may control at least one of the transmission unit 20 and the reception unit 30 based on various information stored in the storage unit 40. Further, in the electronic device 1 according to the embodiment, the control unit 10 may instruct the signal generation unit 21 to generate a signal, or control the signal generation unit 21 to generate a signal.
  • the signal generation unit 21 generates a signal (transmission signal) transmitted as the transmission wave T from the transmission antenna 25 under the control of the control unit 10.
  • the signal generation unit 21 may assign the frequency of the transmission signal based on, for example, control by the control unit 10.
  • the signal generation unit 21 may assign the frequency of the transmission signal according to the parameter set by the parameter setting unit 16.
  • the signal generation unit 21 receives the frequency information from the control unit 10 (parameter setting unit 16) and thereby generates a signal of a predetermined frequency in a frequency band such as 77 to 81 GHz.
  • the signal generator 21 may include a functional unit such as a voltage controlled oscillator (VCO).
  • VCO voltage controlled oscillator
  • the signal generation unit 21 may be configured as hardware having the function, may be configured as a microcomputer, for example, or may be configured as a processor such as a CPU and a program executed by the processor. Is also good.
  • Each functional unit described below may be configured as hardware having the function, or, if possible, may be configured with, for example, a microcomputer, or may be configured with a processor such as a CPU and executed by the processor. It may be configured as a program to be executed.
  • the signal generation unit 21 may generate a transmission signal (a transmission chirp signal) such as a chirp signal.
  • the signal generation unit 21 may generate a signal (linear chirp signal) whose frequency periodically changes linearly.
  • the signal generation unit 21 may generate a chirp signal whose frequency periodically linearly increases from 77 GHz to 81 GHz with the passage of time.
  • the signal generation unit 21 may generate a chirp signal in which the frequency periodically linearly increases in a range from 77 GHz to 81 GHz with the passage of time.
  • the signal generation unit 21 may generate a signal whose frequency periodically repeats linearly increasing (up-chirp) and decreasing (down-chirp) from 77 GHz to 81 GHz over time.
  • the signal generated by the signal generation unit 21 may be set in the control unit 10 in advance, for example. Further, the signal generated by the signal generation unit 21 may be stored in advance in, for example, the storage unit 40 or the like. Since a chirp signal used in a technical field such as radar is known, a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate.
  • the signal generated by the signal generator 21 is supplied to the synthesizer 22.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a chirp signal generated by the signal generation unit 21.
  • the horizontal axis represents elapsed time
  • the vertical axis represents frequency.
  • the signal generation unit 21 generates a linear chirp signal whose frequency periodically changes linearly.
  • each chirp signal is shown as c1, c2,..., C8.
  • the frequency increases linearly with the passage of time.
  • each of the subframes includes 16 subframes such as the frame 1 and the frame 2 shown in FIG.
  • frame intervals of a predetermined length may be included between the frames.
  • One frame shown in FIG. 3 may have a length of, for example, 30 milliseconds to 50 milliseconds.
  • the frame is a unit in which a processing unit such as the ECU 50 executes processing.
  • Each signal included in one frame may include information such as the position, velocity, and angle of at least one detection target.
  • the same configuration may be applied to frame 2 and subsequent frames. Further, in FIG. 3, the same configuration may be applied to the frame 3 and thereafter.
  • frame 2 and subsequent frames may have the same or different configuration as frame 1.
  • the signal generation unit 21 may generate the transmission signal as an arbitrary number of frames. In FIG. 3, some chirp signals are omitted.
  • the relationship between the time and the frequency of the transmission signal generated by the signal generation unit 21 may be stored in, for example, the storage unit 40 or the like.
  • the electronic device 1 may transmit a transmission signal including a subframe including a plurality of chirp signals.
  • the electronic device 1 according to an embodiment may transmit a transmission signal including a frame including a predetermined number of subframes.
  • the electronic device 1 transmits a transmission signal having a frame structure as shown in FIG.
  • the frame structure as shown in FIG. 3 is an example, and for example, the number of chirp signals included in one subframe is not limited to eight.
  • the signal generator 21 may generate a subframe including an arbitrary number (for example, an arbitrary plurality) of chirp signals.
  • the subframe structure as shown in FIG. 3 is also an example, and for example, the number of subframes included in one frame is not limited to 16.
  • the signal generation unit 21 may generate a frame including an arbitrary number (for example, an arbitrary plurality) of subframes.
  • the synthesizer 22 raises the frequency of the signal generated by the signal generation unit 21 to a frequency in a predetermined frequency band.
  • the synthesizer 22 may increase the frequency of the signal generated by the signal generator 21 up to the frequency selected as the frequency of the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25.
  • the frequency selected as the frequency of the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 may be set by the control unit 10, for example.
  • the frequency selected as the frequency of the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 may be the frequency selected by the parameter setting unit 16.
  • the frequency selected as the frequency of the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 may be stored in, for example, the storage unit 40.
  • the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 is supplied to the phase controller 23 and the mixer 33.
  • the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 may be supplied to each of the plurality of phase control units 23.
  • the signals whose frequencies have been raised by the synthesizer 22 may be supplied to the respective mixers 33 in the plurality of receiving units 30.
  • the phase controller 23 controls the phase of the transmission signal supplied from the synthesizer 22. Specifically, the phase control unit 23 may adjust the phase of the transmission signal by appropriately advancing or delaying the phase of the signal supplied from the synthesizer 22 under the control of the control unit 10, for example. In this case, the phase control unit 23 may adjust the phase of each transmission signal based on the path difference between the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25. The phase control unit 23 appropriately adjusts the phases of the respective transmission signals, so that the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 strengthen each other in a predetermined direction to form a beam (beamforming).
  • the correlation between the direction of beamforming and the amount of phase to be controlled of the transmission signal transmitted by each of the plurality of transmission antennas 25 may be stored in the storage unit 40, for example.
  • the transmission signal whose phase is controlled by the phase controller 23 is supplied to the amplifier 24.
  • the beam forming includes concentrating the transmission power in a predetermined direction.
  • the amplifier 24 amplifies the power of the transmission signal supplied from the phase control unit 23 based on, for example, control by the control unit 10.
  • the plurality of amplifiers 24 convert the power (power) of the transmission signal supplied from the corresponding one of the plurality of phase control units 23 to, for example, control by the control unit 10.
  • Each of them may be amplified based on the above. Since the technology itself for amplifying the power of the transmission signal is already known, a more detailed description will be omitted.
  • the amplifier 24 is connected to the transmission antenna 25.
  • the transmission antenna 25 outputs (transmits) the transmission signal amplified by the amplifier 24 as a transmission wave T.
  • the plurality of transmission antennas 25 may output (transmit) the transmission signals amplified by the corresponding ones of the plurality of amplifiers 24 as the transmission waves T, respectively. Since the transmitting antenna 25 can be configured in the same manner as the transmitting antenna used for the known radar technology, a more detailed description is omitted.
  • the electronic device 1 includes the transmission antenna 25, and can transmit a transmission signal (for example, a transmission chirp signal) as the transmission wave T from the transmission antenna 25.
  • a transmission signal for example, a transmission chirp signal
  • at least one of the functional units constituting the electronic device 1 may be housed in one housing.
  • the one housing may have a structure that cannot be easily opened.
  • the transmitting antenna 25, the receiving antenna 31, and the amplifier 24 be housed in one housing, and that the housing cannot be easily opened.
  • the transmitting antenna 25 transmits the transmission wave T to the outside of the moving body 100 via a cover member such as a radar cover. May be.
  • the radar cover may be made of a material that allows electromagnetic waves to pass, such as a synthetic resin or rubber.
  • This radar cover may be, for example, a housing for the sensor 5.
  • a member such as a radar cover, it is possible to reduce the risk that the transmitting antenna 25 may be damaged or malfunction due to contact with the outside.
  • the radar cover and the housing may be called a radome.
  • the electronic device 1 illustrated in FIG. 2 includes two transmission antennas 25.
  • the electronic device 1 may include any number of transmission antennas 25.
  • the electronic device 1 may include a plurality of transmission antennas 25 when the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 forms a beam in a predetermined direction.
  • the electronic device 1 may include an arbitrary plurality of transmission antennas 25.
  • the electronic device 1 may include a plurality of phase control units 23 and a plurality of amplifiers 24 corresponding to the plurality of transmission antennas 25, respectively.
  • the plurality of phase control units 23 may control the phases of the plurality of transmission waves supplied from the synthesizer 22 and transmitted from the plurality of transmission antennas 25, respectively. Further, the plurality of amplifiers 24 may amplify the powers of the plurality of transmission signals transmitted from the plurality of transmission antennas 25, respectively.
  • the sensor 5 may include a plurality of transmitting antennas. As described above, when the electronic device 1 illustrated in FIG. 2 includes the plurality of transmission antennas 25, the electronic device 1 includes a plurality of functional units necessary for transmitting the transmission wave T from the plurality of transmission antennas 25. Good.
  • the receiving antenna 31 receives the reflected wave R.
  • the reflected wave R is the reflected wave T reflected by the predetermined object 200.
  • the receiving antenna 31 may include a plurality of antennas such as the receiving antennas 31A to 31D.
  • the receiving antenna 31 can be configured in the same manner as a receiving antenna used for a known radar technology, and thus a more detailed description is omitted.
  • the receiving antenna 31 is connected to the LNA 32.
  • the received signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 is supplied to the LNA 32.
  • the electronic device 1 converts a transmission wave T transmitted as a transmission signal (a transmission chirp signal) such as a chirp signal from a plurality of reception antennas 31 into a reflection wave R reflected by a predetermined object 200. Can be received.
  • a transmission chirp signal such as a chirp signal from a plurality of reception antennas 31
  • a reception signal based on the received reflected wave R is referred to as a reception chirp signal. That is, the electronic device 1 receives a reception signal (for example, a reception chirp signal) from the reception antenna 31 as the reflected wave R.
  • the reception antenna 31 receives the reflected wave R from outside the moving body 100 via a cover member such as a radar cover.
  • the radar cover may be made of a material that allows electromagnetic waves to pass, such as a synthetic resin or rubber.
  • This radar cover may be, for example, a housing for the sensor 5.
  • the radar cover and the housing may be called a radome.
  • one sensor 5 may include, for example, at least one transmitting antenna 25 and at least one receiving antenna 31.
  • one sensor 5 may include a plurality of transmitting antennas 25 and a plurality of receiving antennas 31.
  • one radar sensor may be covered with a cover member such as one radar cover.
  • the LNA 32 amplifies a received signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 with low noise.
  • the LNA 32 may be a low noise amplifier, and amplifies the reception signal supplied from the reception antenna 31 with low noise.
  • the received signal amplified by the LNA 32 is supplied to the mixer 33.
  • the mixer 33 generates a beat signal by mixing (multiplying) the reception signal of the RF frequency supplied from the LNA 32 with the transmission signal supplied from the synthesizer 22.
  • the beat signal mixed by the mixer 33 is supplied to the IF unit 34.
  • the IF unit 34 performs frequency conversion on the beat signal supplied from the mixer 33 to reduce the frequency of the beat signal to an intermediate frequency (IF (Intermediate Frequency)).
  • IF Intermediate Frequency
  • the AD converter 35 digitizes the analog beat signal supplied from the IF unit 34.
  • the AD conversion unit 35 may be configured by an arbitrary analog-to-digital conversion circuit (Analog to Digital Converter (ADC)).
  • ADC Analog to Digital Converter
  • the beat signal digitized by the AD converter 35 is supplied to the distance FFT processor 11 of the controller 10.
  • the beat signals digitized by the plurality of AD converters 35 may be supplied to the distance FFT processor 11.
  • the distance FFT processing unit 11 estimates the distance between the moving object 100 on which the electronic device 1 is mounted and the object 200 based on the beat signal supplied from the AD conversion unit 35.
  • the distance FFT processing unit 11 may include, for example, a processing unit that performs fast Fourier transform.
  • the distance FFT processing unit 11 may be configured by an arbitrary circuit or chip that performs fast Fourier transform (Fast Fourier Transform (FFT)) processing.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the distance FFT processing unit 11 performs FFT processing on the beat signal digitized by the AD conversion unit 35 (hereinafter, appropriately referred to as “distance FFT processing”).
  • the distance FFT processing unit 11 may perform an FFT process on the complex signal supplied from the AD conversion unit 35.
  • the beat signal digitized by the AD converter 35 can be represented as a time change in signal strength (power).
  • the distance FFT processing unit 11 performs the FFT processing on such a beat signal, thereby expressing the beat signal as a signal strength (power) corresponding to each frequency. If the peak obtained by the distance FFT processing is equal to or larger than a predetermined threshold, the distance FFT processing unit 11 may determine that the predetermined object 200 is located at a distance corresponding to the peak.
  • CFAR Constant False Alarm Alarm
  • the electronic device 1 detects the object 200 that reflects the transmission wave T based on the transmission signal transmitted as the transmission wave T and the reception signal received as the reflected wave R. be able to.
  • the distance FFT processing unit 11 can estimate the distance to a predetermined object based on one chirp signal (for example, c1 shown in FIG. 3). That is, the electronic device 1 can measure (estimate) the distance L illustrated in FIG. 1 by performing the distance FFT processing. Since the technique itself of measuring (estimating) the distance to a predetermined object by performing FFT processing on the beat signal is known, a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate.
  • a result of distance FFT processing performed by the distance FFT processing unit 11 (for example, information on distance) may be supplied to the speed FFT processing unit 12. The result of the distance FFT processing performed by the distance FFT processing unit 11 may be supplied to the object detection unit 14.
  • the speed FFT processing unit 12 estimates the relative speed between the moving object 100 on which the electronic device 1 is mounted and the object 200 based on the beat signal on which the distance FFT processing has been performed by the distance FFT processing unit 11.
  • the speed FFT processing unit 12 may include, for example, a processing unit that performs fast Fourier transform.
  • the speed FFT processing unit 12 may be configured by an arbitrary circuit or chip that performs a Fast Fourier Transform (FFT) processing.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the speed FFT processing unit 12 further performs FFT processing on the beat signal on which the distance FFT processing has been performed by the distance FFT processing unit 11 (hereinafter, appropriately referred to as “speed FFT processing”).
  • speed FFT processing For example, the velocity FFT processing unit 12 may perform FFT processing on the complex signal supplied from the distance FFT processing unit 11.
  • the speed FFT processing unit 12 can estimate the relative speed with respect to a predetermined object based on the subframe of the chirp signal (for example, subframe 1 shown in FIG. 3). By performing the distance FFT processing on the beat signal as described above, a plurality of vectors can be generated.
  • the electronic device 1 can measure (estimate) the relative speed between the moving body 100 and the predetermined object 200 shown in FIG. 1 by performing the speed FFT process. Since the technology itself for measuring (estimating) the relative speed with respect to a predetermined object by performing the speed FFT process on the result of performing the distance FFT process is publicly known, a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate. I do.
  • the result of the speed FFT processing performed by the speed FFT processing unit 12 (for example, information on speed) may be supplied to the arrival angle estimation unit 13.
  • the result of the speed FFT processing performed by the speed FFT processing unit 12 may be supplied to the object detection unit 14.
  • the arrival angle estimation unit 13 estimates the direction in which the reflected wave R arrives from the predetermined object 200 based on the result of the speed FFT processing performed by the speed FFT processing unit 12.
  • the electronic device 1 can estimate the direction in which the reflected waves R arrive.
  • the plurality of receiving antennas 31 are arranged at predetermined intervals.
  • the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 is reflected by a predetermined object 200 to be a reflection wave R, and the plurality of reception antennas 31 arranged at predetermined intervals receive the reflection waves R respectively.
  • the arrival angle estimation unit 13 estimates the direction in which the reflected wave R arrives at the receiving antenna 31 based on the phases of the reflected waves R respectively received by the plurality of receiving antennas 31 and the path difference between the respective reflected waves R. can do. That is, the electronic device 1 can measure (estimate) the arrival angle ⁇ shown in FIG. 1 based on the result of the speed FFT processing.
  • MUSIC MUltiple SIgnal Classification
  • ESPRIT Estimat of Signal Signals parameters via Rotational Invariance Technique
  • the object detection unit 14 detects an object existing in a range where the transmission wave T is transmitted based on information supplied from at least one of the distance FFT processing unit 11, the speed FFT processing unit 12, and the arrival angle estimation unit 13. To detect.
  • the object detection unit 14 may perform the object detection by performing, for example, a clustering process based on the supplied distance information, speed information, and angle information.
  • a clustering process As an algorithm used when clustering data, for example, DBSCAN (Density-based spatial clustering of applications with noise) is known.
  • the average power of the points constituting the detected object may be calculated.
  • the information on the distance, the speed, the angle information, and the power of the object detected by the object detection unit 14 may be supplied to the detection range determination unit 15.
  • the information on the distance of the object detected by the object detection unit 14, the information on the speed, the information on the angle, and the information on the power may be supplied to the ECU 50.
  • communication may be performed using a communication interface such as CAN (Controller Area Network).
  • the detection range determination unit 15 determines a range (hereinafter, also referred to as “object detection range”) for detecting an object that reflects the transmission wave T by the transmission signal and the reception signal.
  • the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges based on, for example, an operation by a driver of the moving body 100 in which the electronic device 1 is mounted.
  • the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges suitable for parking assistance when the parking assistance button is operated by the driver of the moving body 100 or the like.
  • the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges based on, for example, an instruction from the ECU 50.
  • the detection range determining unit 15 determines a plurality of appropriate object detection ranges when the moving body 100 moves backward based on an instruction from the ECU 50. You may. Further, the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges based on, for example, a change in the operation state of the steering wheel, the accelerator, the gear, or the like in the moving body 100. In addition, the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges based on the result of detecting the object by the object detection unit 14.
  • the detection range determination unit 15 determines the object detection range based on the surrounding environment of the moving object 100, for example, the weather, the degree of congestion indicating whether or not people are crowded, the time zone including whether or not it is at night, and the like. You may decide.
  • the parameter setting unit 16 sets various parameters that define a transmission signal and a reception signal for detecting an object that reflects the transmission wave T as the reflected wave R. That is, the parameter setting unit 16 sets various parameters for transmitting the transmission wave T from the transmission antenna 25 and various parameters for receiving the reflected wave R from the reception antenna 31.
  • the parameter setting unit 16 may set the value of the frequency change of the chirp signal with respect to time, which is the slope, and / or the sampling rate. That is, the radar range changes depending on the slope set by the parameter setting unit 16.
  • the distance accuracy (distance resolution) changes depending on the sampling rate set by the parameter setting unit 16.
  • the short-distance three-dimensional sensing mode and the two-dimensional beamforming mode can be switched by setting the parameter setting unit 16.
  • the short-distance three-dimensional sensing mode enables three-dimensional sensing by switching antennas that are separated by a half wavelength in the vertical direction.
  • High-speed detection is possible in the two-dimensional beamforming mode.
  • the two-dimensional beamforming mode it is possible to fly to a long distance by performing beamforming.
  • the two-dimensional beamforming mode it is possible to reduce extra interference in the periphery by narrowing the beam.
  • the parameter setting unit 16 may control the output, phase, amplitude, frequency, frequency range, etc. of the chirp signal.
  • the parameter setting unit 16 may set various parameters related to the transmission of the transmission wave T and the reception of the reflection wave R in order to detect an object in the above-described object detection range.
  • the parameter setting unit 16 may specify a range in which the reflected wave R is desired to be received in order to detect the object in the object detection range by receiving the reflected wave R.
  • the parameter setting unit 16 may define a range to which the beam of the transmission wave T is to be directed in order to transmit the transmission waves T from the plurality of transmission antennas 25 and detect an object in the object detection range.
  • the parameter setting unit 16 may set various parameters for transmitting the transmission wave T and receiving the reflected wave R.
  • the various parameters set by the parameter setting unit 16 may be supplied to the signal generation unit 21. Thereby, the signal generation unit 21 can generate a transmission signal transmitted as the transmission wave T based on various parameters set by the parameter setting unit 16.
  • the various parameters set by the parameter setting unit 16 may be supplied to the object detection unit 14. Accordingly, the object detection unit 14 can perform a process of detecting an object in the object detection range determined based on various parameters set by the parameter setting unit 16.
  • the ECU 50 included in the electronic device 1 can control the operation of the entire moving body 100, including the control of each functional unit included in the moving body 100.
  • the ECU 50 may include at least one processor, such as a CPU (Central Processing Unit), for example, to provide control and processing capabilities for performing various functions.
  • the ECU 50 may be implemented by a single processor, may be implemented by several processors, or may be implemented by individual processors.
  • the processor may be implemented as a single integrated circuit. An integrated circuit is also called an IC (Integrated Circuit).
  • the processor may be implemented as a plurality of communicatively connected integrated circuits and discrete circuits.
  • the processor may be implemented based on various other known techniques.
  • the ECU 50 may be configured as, for example, a CPU and a program executed by the CPU.
  • the ECU 50 may appropriately include a memory required for the operation of the ECU 50.
  • at least a part of the function of the control unit 10 may be a function of the ECU 50, or at least a part of the function of the ECU 50 may be a function of the control unit 10.
  • the electronic device 1 shown in FIG. 2 includes two transmitting antennas 25 and four receiving antennas 31.
  • the electronic device 1 according to the embodiment may include any number of transmitting antennas 25 and any number of receiving antennas 31.
  • the electronic device 1 can be considered to include a virtual antenna array virtually configured by eight antennas.
  • the electronic device 1 may receive the reflected waves R of the 16 sub-frames illustrated in FIG. 3 by using, for example, eight virtual antennas.
  • sensors capable of detecting obstacles or the like existing around vehicles such as automobiles include, for example, millimeter wave radar, LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging), or an ultrasonic sensor.
  • millimeter wave radar LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging)
  • ultrasonic sensor There are various things.
  • a millimeter-wave radar is often adopted from the viewpoint of accuracy and reliability of detecting an obstacle, cost, and the like.
  • Techniques for detecting obstacles and the like around a vehicle using a millimeter wave radar include, for example, blind spot detection (BSD: Blind Spot Detection), lateral detection during retreat or when leaving a car (CTA: Cross traffic alert), and free space.
  • BSD Blind Spot Detection
  • CTA Cross traffic alert
  • FSD Free space detection
  • preparing a plurality of radar sensors according to the application or function is disadvantageous in terms of cost.
  • the physical shape of the antenna is predetermined and the radiation range is also predetermined, it is difficult to change the use and function of the antenna.
  • the amount of information to be processed increases. In this case, since an unnecessary object may be erroneously detected as a target object, the reliability of detection may be reduced.
  • the weight of the vehicle mainly a harness
  • the electronic device 1 enables one radar sensor to be used for a plurality of functions or applications. Moreover, the electronic device 1 according to the embodiment enables an operation as if a plurality of functions or applications are simultaneously realized by one radar sensor.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the electronic device 1 according to the embodiment.
  • the moving body 100 shown in FIG. 4 has the electronic device 1 according to one embodiment mounted thereon. Further, as shown in FIG. 4, it is assumed that the moving body 100 is provided with at least one sensor 5 on the right rear side. As shown in FIG. 4, the sensor 5 is connected to an ECU 50 mounted on the moving body 100. In the moving body 100 shown in FIG. 4, the sensor 5 that operates in the same manner as the sensor 5 installed on the right rear side may be installed on a place other than the right rear side. In the following description, only one sensor 5 installed on the right rear side will be described, and description of the other sensors will be omitted.
  • each functional unit configuring the electronic device 1 can be controlled by at least one of the control unit 10, the phase control unit 23, and the ECU 50.
  • the sensor 5 installed on the right rear side at any other suitable place than the right rear side, such as the left rear side, the rear center, the left or right side surface, the right front side, the left front side, and the front center.
  • a sensor 5 that operates in the same manner as above may be installed.
  • the electronic device 1 can detect an object by selecting any of a plurality of detection ranges. Further, the electronic device 1 according to an embodiment can detect an object by switching to any one of a plurality of detection ranges.
  • FIG. 4 illustrates an example of a range in which an object is detected by a transmission signal transmitted by the sensor 5 of the electronic device 1 and a reception signal received by the sensor 5 of the electronic device 1 according to the embodiment.
  • the range in which an object is detected by the transmission signal transmitted by the sensor 5 of the electronic device 1 and the reception signal received by the sensor 5 of the electronic device 1 according to the embodiment is not limited to the range shown in FIG. Other ranges may be appropriate.
  • the electronic device 1 when the electronic device 1 according to the embodiment is used for the purpose or function of parking assistance (PA), for example, the electronic device 1 performs object detection with the range (1) shown in FIG. 4 as the object detection range.
  • the object detection range (1) shown in FIG. 4 may be the same as or similar to the object detection range of a radar specifically designed for parking assistance (PA), for example.
  • the range (2) shown in FIG. Detection can be performed.
  • the object detection range (2) shown in FIG. 4 may be the same or similar to the object detection range of a radar designed specifically for free space detection (FSD), for example.
  • the range (3) shown in FIG. Object detection can be performed.
  • the object detection range (3) shown in FIG. 4 may be the same as or similar to the object detection range of a radar designed specifically for collision detection (CTA) at the time of departure.
  • the electronic device 1 according to the embodiment is used for a blind spot detection (BSD: Blind-Spot Detection) application or function, for example, the range (4) illustrated in FIG. Detection can be performed.
  • the object detection range (4) shown in FIG. 4 may be the same as or similar to the object detection range of a radar designed specifically for blind spot detection (BSD), for example.
  • the electronic device 1 can detect an object by arbitrarily switching a plurality of ranges from the object detection ranges (1) to (4) shown in FIG. 4, for example.
  • the plurality of ranges that can be switched may be determined based on, for example, the operation of the driver of the moving body 100, or based on an instruction from the control unit 10 or the ECU 50, as described above. Good.
  • the detection range determination unit 15 determines whether to detect the object based on arbitrary information. Therefore, any one of a plurality of object detection ranges may be determined.
  • the parameter setting unit 16 performs various parameters for transmitting a transmission signal and receiving a reception signal in the determined plurality of object detection ranges. To set. Various parameters set by the parameter setting unit 16 may be stored in the storage unit 40, for example.
  • the transmission timing of the transmission wave As the parameters set by the parameter setting unit 16, the transmission timing of the transmission wave, the frequency range of the transmission wave, the rate of change of the frequency of the transmission wave with respect to time, the cycle of the transmission waves, the time interval between the transmission timings of the transmission waves, the transmission, The phase of the wave, the amplitude of the transmitted wave, the strength of the transmitted wave, the information for selecting the antenna that transmits the transmitted wave, the transmission timing of the transmitted wave, and the information for selecting the antenna that receives the received wave. Any may be included.
  • Such parameters may be determined based on, for example, actual measurement in a test environment before the electronic device 1 performs object detection.
  • the parameter setting unit 16 may appropriately estimate the parameter based on predetermined data such as past measurement data. Further, when such a parameter is not stored in the storage unit 40, the parameter setting unit 16 may acquire an appropriate parameter by connecting to the outside via a network, for example.
  • control unit 10 detects an object that reflects the transmission wave T based on the transmission signal transmitted as the transmission wave T and the reception signal received as the reflected wave R. Further, in one embodiment, the control unit 10 makes variable a plurality of object detection ranges (for example, the object detection ranges (1) to (4) in FIG. 4) by the transmission signal and the reception signal. In the present disclosure, “variable” may include meaning of changing or making changeable.
  • control unit 10 may be capable of switching a plurality of object detection ranges. For example, while performing the object detection in the object detection range (3), the control unit 10 may switch the object detection range from the object detection range (3) to the object detection range (2). In addition, in one embodiment, the control unit 10 may change a plurality of object detection ranges according to the purpose of detecting an object (such as parking assistance (PA) and blind spot detection (BSD)). . Further, in one embodiment, the control unit 10 may change the plurality of object detection ranges as the minute time elapses, as described later. Such control will be described later.
  • PA parking assistance
  • BSD blind spot detection
  • the purpose of detecting this object may be set by the user, and the control unit 10 controls the user's motion, the user's state, an instruction from the outside, the surrounding environment and the moving speed, or a combination thereof or other elements. It may be set based on the above, or may be set by another appropriate method.
  • control unit 10 may determine a plurality of object detection ranges based on the object detection result. For example, when a predetermined object has already been detected by object detection, the control unit 10 may determine a plurality of object detection ranges according to the position of the detected object. Further, in one embodiment, the control unit 10 may process only the transmission signal and the reception signal in any of the plurality of object detection ranges.
  • the electronic device 1 according to the embodiment can cut out (set and / or switch) the detection range in object detection by, for example, a millimeter wave radar. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, it is possible to flexibly cope with a situation in which it is desired to detect an object in a plurality of object detection ranges.
  • the electronic device 1 according to the embodiment sets the detection range of the object to be wide in advance, and based on information such as the distance and / or angle detected by the electronic device 1, only the range that needs to be detected is set. Information can be extracted. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the information of the necessary detection range can be processed without increasing the processing load. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the convenience of object detection can be improved.
  • the electronic device 1 may further direct the beam of the transmission wave T to the object detection range. Good. This makes it possible to detect an object in a desired cut-out range with high accuracy.
  • the electronic device 1 selects the object detection range (4) from the plurality of detection ranges shown in FIG. 4 as the application or function of the blind spot detection (BSD) to detect the object. It can be performed.
  • the electronic device 1 according to one embodiment may further form (beamforming) a beam of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 toward the direction of the object detection range (4).
  • the object detection range can be covered with high accuracy by performing beam forming with beams of transmission waves transmitted from the plurality of transmission antennas 25 in that direction.
  • FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams showing an example of arrangement of transmitting antennas and receiving antennas in the electronic device according to the embodiment.
  • the directions of the X axis, Y axis, and Z axis shown in FIGS. 5 and 6 may be the same as the directions of the X axis, Y axis, and Z axis shown in FIG.
  • the sensor 5 of the electronic device 1 may include, for example, two transmitting antennas 25A and 25A 'as shown in FIG. Further, the sensor 5 of the electronic device 1 according to the embodiment may include four receiving antennas 31A, 31B, 31C, and 31D as shown in FIG.
  • the four receiving antennas 31A, 31B, 31C, and 31D are arranged in the horizontal direction (X-axis direction), with the wavelength of the transmitted wave T being ⁇ , separated by an interval of ⁇ / 2.
  • the electronic device 1 can estimate the direction in which the reflected wave R arrives. it can.
  • the wavelength ⁇ of the transmission wave T may be the wavelength of the transmission wave T having a center frequency of 79 GHz when the frequency band of the transmission wave T is, for example, 77 GHz to 81 GHz.
  • the two transmitting antennas 25A and 25A ' are arranged in the vertical direction (Z-axis direction), with the wavelength of the transmitted wave T being ⁇ , separated by an interval ⁇ / 2.
  • the plurality of transmission antennas 25 are arranged side by side in the vertical direction, and the transmission wave T is transmitted by the plurality of transmission antennas 25, whereby the electronic device 1 changes the beam direction of the transmission wave T in the vertical direction. Can be changed.
  • the sensor 5 of the electronic device 1 may include, for example, four transmitting antennas 25A, 25A ', 25B, and 25B' as shown in FIG.
  • the two transmitting antennas 25A and 25B are arranged in the horizontal direction (X-axis direction), with the wavelength of the transmitted wave T being ⁇ , separated by an interval of ⁇ / 2. .
  • the two transmitting antennas 25A ′ and 25B ′ are also arranged in the horizontal direction (X-axis direction), with the wavelength of the transmitted wave T being ⁇ , separated by an interval of ⁇ / 2.
  • the electronic device 1 changes the direction of the beam of the transmitting wave T in the horizontal direction. Can also be changed.
  • the two transmission antennas 25A and 25A ′ are arranged in the vertical direction (Z-axis direction) with the wavelength of the transmission wave T being ⁇ and separated by an interval ⁇ / 2. .
  • the two transmitting antennas 25B and 25B ′ are also arranged in the vertical direction (Z-axis direction) with the wavelength of the transmitted wave T being ⁇ , and separated by an interval of ⁇ / 2. .
  • the plurality of transmission antennas 25 are arranged in the vertical direction and the transmission wave T is transmitted by the plurality of transmission antennas 25, so that the electronic device 1 can transmit the transmission waves T.
  • the direction of the beam can be changed vertically.
  • each of the transmission waves T is transmitted based on a path difference when the plurality of transmission waves T are transmitted. May be aligned in a predetermined direction.
  • the phase control unit 23 includes at least one of the transmission waves transmitted from the plurality of transmission antennas 25 so that the phases of the transmission waves T are aligned in a predetermined direction. One phase may be controlled.
  • the amount of the phase to be controlled so that the phases of the plurality of transmission waves T are aligned in a predetermined direction may be stored in the storage unit 40 in association with the predetermined direction. That is, the relationship between the direction of the beam and the amount of phase when performing beam forming may be stored in the storage unit 40.
  • Such a relationship may be determined based on, for example, actual measurement in a test environment before the electronic device 1 performs object detection. If such a relationship is not stored in the storage unit 40, the phase control unit 23 may appropriately estimate it based on predetermined data such as past measurement data. If such a relationship is not stored in the storage unit 40, the phase control unit 23 may acquire an appropriate relationship by, for example, connecting to an external network.
  • At least one of the control unit 10 and the phase control unit 23 may perform control for performing beam forming of the transmission wave T transmitted from the plurality of transmission antennas 25.
  • the functional unit including at least the phase control unit 23 is also referred to as a transmission control unit.
  • the transmission antenna 25 may include a plurality of transmission antennas.
  • the reception antenna 31 may include a plurality of reception antennas.
  • the transmission control unit controls the transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 to form a beam (beam forming) in a predetermined direction. It may be controlled. Further, in the electronic device 1 according to the embodiment, the transmission control unit (for example, the phase control unit 23) may form the beam in the direction of the range in which the object is detected.
  • the transmission antenna 25 may include the plurality of transmission antennas 25 arranged so as to include the vertical component.
  • the phase control unit 23 transmission control unit
  • the phase control unit 23 may change the beam direction to the direction of the object detection range including the vertical direction component.
  • the transmission antenna 25 may include a plurality of transmission antennas 25 arranged so as to include the horizontal component.
  • the phase control unit 23 transmission control unit
  • the phase control unit 23 may change the beam direction to the direction of the object detection range including the horizontal component.
  • the transmission control unit (for example, the phase control unit 23) may form a beam in a direction covering at least a part of a range in which an object is detected. Further, in the electronic device 1 according to the embodiment, the transmission control unit (for example, the phase control unit 23) controls the plurality of transmission waves T transmitted from the plurality of transmission antennas 25 so that the phases of the transmission waves T are aligned in a predetermined direction. May be controlled at least one phase of the transmitted wave of
  • a phase compensation value is calculated based on frequency information of a wide frequency band signal (for example, an FMCW signal) output from the plurality of transmission antennas 25, and the Frequency-dependent phase compensation can be performed for each.
  • a wide frequency band signal for example, an FMCW signal
  • the Frequency-dependent phase compensation can be performed for each.
  • the distance over which an object can be detected can be increased in a specific direction in which the object needs to be detected. Further, according to the above-described beam forming, it is possible to reduce a reflected signal from an unnecessary direction. For this reason, the accuracy of detecting the distance / angle can be improved.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating types of radar detection distances realized by the electronic device 1 according to the embodiment.
  • the electronic device 1 can cut out the object detection range and / or perform beamforming of the transmitted wave, as described above.
  • the cutout of the object detection range and the beamforming of the transmission wave it is possible to define the range of the distance in which the object can be detected by the transmission signal and the reception signal.
  • the electronic device 1 according to the embodiment can detect an object in the range of r1, for example.
  • the range r1 shown in FIG. 7 may be a range in which an object can be detected by, for example, an ultra short range radar (USRR).
  • USRR ultra short range radar
  • the electronic device 1 according to the embodiment can perform object detection in a range of r2, for example.
  • the range r2 illustrated in FIG. 7 may be, for example, a range in which object detection can be performed by a short range radar (SRR).
  • SRR short range radar
  • the electronic device 1 according to an embodiment can perform object detection in the range of r3, for example.
  • the electronic device 1 may be a range in which object detection can be performed by, for example, a medium range radar (MRR: Midrange radar).
  • MRR medium range radar
  • the electronic device 1 can perform object detection by appropriately switching any one of the range r1, the range r2, and the range r3, for example. In such radars having different detection distances, the longer the detection distance, the lower the accuracy of distance measurement tends to be.
  • control unit 10 may set the range of the distance in which the object is detected by the transmission signal and the reception signal according to any of the plurality of object detection ranges. .
  • the electronic device 1 may store parameters defining various settings for cutting out the object detection range in the storage unit 40, for example.
  • the electronic device 1 according to an embodiment may also store, for example, the storage unit 40 with parameters that define various settings for performing beamforming toward the object detection range. Further, the electronic device 1 according to an embodiment may also store, for example, the storage unit 40 with parameters that define various settings for realizing the types of detection distances by the radar as illustrated in FIG. 7.
  • the electronic device 1 sets (assigns) an operation for realizing the functions of a plurality of types of radar for each minute time interval such as a frame of the transmission wave T. For example, for the three types of radars, the setting of the operation for realizing different radar functions for each minute time interval such as the frame of the transmitted wave T will be described below.
  • radar 1 the three types of radar are referred to as “radar 1", “radar 2”, and “radar 3” for convenience.
  • These “radar 1”, “radar 2”, and “radar 3” are distinguished by parameters that define the operation for realizing the functions of different radars. That is, “radar 1”, “radar 2”, and “radar 3” may be radars having different object detection ranges.
  • the radars of different types may be defined by different parameters, for example.
  • the “radar 1”, “radar 2”, and “radar 3” may be radars having different beam forming directions and different directions when the beam forming is performed. Radars of different types may also be defined by different parameters, for example.
  • the “radar 1”, the “radar 2”, and the “radar 3” may be radars having different types of detection distances as shown in FIG. 7, respectively. Radars of different types may also be defined by different parameters, for example.
  • 8 to 10 are diagrams showing how the functions of radars of different types are set (assigned) for each frame of the transmitted wave T and the like.
  • FIG. 8 is a diagram showing a frame of the transmission wave T.
  • frames 1 to 6 of the transmission wave T are shown, but the subsequent frames may be continued.
  • each frame shown in FIG. 8 may include, for example, 16 subframes, similarly to the frame 1 shown in FIG. Further, in this case, each of these subframes may include, for example, eight chirp signals, similarly to each subframe shown in FIG.
  • the electronic device 1 may set (assign) different radar functions for at least one frame of the transmitted wave T, as shown in FIG. 8, for example.
  • the electronic device 1 according to an embodiment may set any of the plurality of object detection ranges for each frame of the transmission wave T, for example.
  • the electronic device 1 according to an embodiment may set any one of a plurality of object detection ranges for each frame of the transmission wave T that includes, for example, one or more frames.
  • the control unit 10 may set any of the plurality of object detection ranges for each frame of the transmission wave T.
  • the control unit 10 may switch any of the plurality of object detection ranges for each frame of the transmission wave T to transmit the transmission signal and receive the reception signal.
  • the function of the radar 1 is set in the frame 1 of the transmitted wave T
  • the function of the radar 2 is set in the frame 2 of the transmitted wave T
  • the radar 3 is set in the frame 3 of the transmitted wave T.
  • the function is set, and the same function is repeatedly set thereafter.
  • each frame of the transmitted wave T may be on the order of, for example, tens of microseconds. Therefore, the electronic device 1 according to the embodiment functions as a different radar for each very short time.
  • the electronic device 1 according to the embodiment operates as if a plurality of functions or applications are simultaneously realized by one radar sensor.
  • the radar function is set for each frame of the transmission wave T, even if some or all of the radar functions for each frame of the transmission waves T have the same function. Good.
  • the function of the radar set in each frame of the transmission wave T is not limited to the pattern shown in FIG. 8 and may be an appropriate pattern.
  • FIG. 9 is a diagram showing subframes included in the frame of the transmission wave T.
  • subframes 1 to 6 of the transmission wave T are shown, but subframes after this may be continued.
  • the subframes 1 to 6 shown in FIG. 9 may be a part of 16 subframes included in the frame 1 shown in FIG.
  • each of the subframes shown in FIG. 9 may include, for example, eight chirp signals, like the subframes shown in FIG.
  • the electronic device 1 may set (assign) different radar functions for each subframe of the transmitted wave T, as shown in FIG. 9, for example.
  • the electronic device 1 may set any of the plurality of object detection ranges for each subframe of the transmission wave T, for example.
  • the control unit 10 determines any one of the plurality of object detection ranges based on the transmission signal and the reception signal for each portion (for example, subframe) forming the frame of the transmission wave T. It may be set to. In the example shown in FIG.
  • each subframe of the transmitted wave T may be shorter than the time of one frame, for example. Therefore, the electronic device 1 according to the embodiment functions as a different radar for each shorter time. Therefore, the electronic device 1 according to the embodiment operates as if a plurality of functions or applications are simultaneously realized by one radar sensor.
  • the radar function when the radar function is set for each subframe of the transmission wave T, some or all of the radar functions for each subframe of the transmission wave T have the same function. May be.
  • the function of the radar set in each subframe of the transmission wave T is not limited to the pattern shown in FIG. 9 and may be an appropriate pattern.
  • FIG. 10 is a diagram showing a chirp signal included in a subframe of the transmission wave T.
  • the sub-frame 1 to the middle of the sub-frame 2 of the transmission wave T is shown, but the sub-frame after the sub-frame 1 may continue similarly to the sub-frame 1.
  • subframe 1 shown in FIG. 10 may include eight chirp signals, as in subframe 1 shown in FIG.
  • each of the chirp signals shown in FIG. 10 may be the same as each of the eight chirp signals included in each subframe shown in FIG.
  • the electronic device 1 may set (assign) different radar functions for at least one or more chirp signals included in a subframe of the transmission wave T, as shown in FIG. 10, for example.
  • the electronic device 1 according to an embodiment may set any of the plurality of object detection ranges for each chirp signal of the transmission wave T, for example.
  • the electronic device 1 according to an embodiment may set any one of a plurality of object detection ranges for each chirp signal of the transmission wave T that is an arbitrary number of 1 or more, for example.
  • the control unit 10 sets one of the plurality of object detection ranges based on the transmission signal and the reception signal for each chirp signal that configures the frame of the transmission wave T. Good.
  • the function of the radar 1 is set to the chirp signal c1 of the transmission wave T
  • the function of the radar 2 is set to the chirp signal c2 of the transmission wave T
  • the chirp signal c3 of the transmission wave T is set.
  • the function of the radar 3 is set, and the same function is repeatedly set thereafter.
  • each chirp signal of the transmitted wave T may be shorter than the time of one subframe, for example.
  • the electronic device 1 according to the embodiment functions as a different radar for each shorter time. Therefore, the electronic device 1 according to the embodiment operates as if a plurality of functions or applications are simultaneously realized by one radar sensor.
  • the radar function when the radar function is set for each chirp signal of the transmission wave T, some or all of the radar functions for each chirp signal of each transmission wave T have the same function. Good.
  • the function of the radar set to the chirp signal of the transmission wave T is not limited to the pattern shown in FIG. 10, and may be an appropriate pattern. Further, in the description of FIGS. 8, 9, and 10, the radar function 1, the radar function 2, and the radar function 3 are set as the radar functions set in each frame, subframe, and chirp signal.
  • the number and / or type of radar functions set in the frame, subframe, and chirp signal are not limited to these and may be arbitrary.
  • the number of radar functions set for each frame, subframe, and chirp signal may be two, or four or more.
  • the type of the radar function set for each frame, subframe, and chirp signal may be set to the radar function for realizing PA, FSD, BSD, CTA, Rear-CTA, or the like.
  • the electronic device 1 it is possible to perform the detection range cutout and the beam forming in the direction of the cutout detection range according to various uses or functions. it can. Further, according to the electronic device 1 according to the embodiment, it is possible to arbitrarily switch between cutting out the detection range and beamforming in the direction of the cutout detection range. Therefore, one radar sensor can be used by, for example, dynamically switching to a plurality of applications or functions. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the convenience of object detection can be improved. Moreover, according to the electronic device 1 according to the embodiment, not only high-precision object detection is possible, but also it is extremely advantageous from the viewpoint of cost.
  • the use of one sensor and Function can be changed. That is, according to the electronic device 1 according to the embodiment, it is possible to detect an object by appropriately changing the beam directions of the transmission waves transmitted from the plurality of transmitting antennas or switching the object detection range. Accordingly, the application and function of one sensor can be changed. Further, according to the electronic device 1 according to the embodiment, since only a specific portion within the range for transmitting the transmission wave T can be detected, an increase in the amount of information to be processed is suppressed. Further, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the possibility that an unnecessary object is erroneously detected as a target object is also reduced, so that the reliability of detection can be improved.
  • one sensor 5 can detect an object as if it were a plurality of sensors. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, the weight of the vehicle (particularly, the harness) does not increase. Therefore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, it is possible to avoid a decrease in fuel consumption due to an increase in the number of the sensors 5 and a decrease in fuel consumption due to an increase in power consumption.
  • the functions of the plurality of radar sensors can be integrated into one. Therefore, a delay that may occur between a plurality of sensors can be avoided. Therefore, when performing automatic driving, driving assistance, or the like, it is possible to avoid the disadvantage that the processing may take time. Furthermore, according to the electronic device 1 according to the embodiment, it is possible to avoid complicated control as in the case of performing detection using a plurality of sensors having different object detection ranges.
  • the electronic device 1 it is possible to detect an object in a plurality of object detection ranges with one sensor. Further, according to the electronic device 1 according to the embodiment, it is possible to operate the plurality of object detection ranges as if the object detection is performed simultaneously.
  • FIG. 11 is a flowchart explaining the operation of the electronic device according to the embodiment. Hereinafter, an operation flow of the electronic device according to the embodiment will be described.
  • the operation shown in FIG. 11 may be started when the electronic device 1 mounted on the moving body 100 detects an object existing around the moving body 100, for example.
  • the detection range determination unit 15 of the control unit 10 determines a plurality of object detection ranges to switch and use (step S1). For example, in step S1, the detection range determination unit 15 may determine a plurality of ranges from the object detection ranges (1) to (4) shown in FIG. 4 as the object detection range. In step S1, the detection range determination unit 15 may determine a plurality of object detection ranges based on, for example, an operation performed by the driver of the moving body 100, or a plurality of object detection ranges based on an instruction from the control unit 10 or the ECU 50, for example. The object detection range may be determined.
  • step S1 may not be the first operation performed after the operation shown in FIG. 11 is started, but may be restarted after the operation shown in FIG. 11 has already been performed previously.
  • the detection range determination unit 15 determines a plurality of object detection ranges based on the position of the detected object. May be.
  • the parameter setting unit 16 detects various objects in the determined plurality of object detection ranges for each frame of the transmission wave T and the like in the electronic device 1.
  • the parameters are set (step S2). For example, in step S2, the parameter setting unit 16 cuts out a plurality of ranges from the object detection ranges (1) to (4) shown in FIG. Is set for each frame or the like of the transmission wave T.
  • various parameters may be set for each frame of the transmission wave T, or may be set for each part (for example, subframe) forming the frame. However, it may be set for each chirp signal.
  • step S2 the parameter setting unit 16 may read and set various parameters from the storage unit 40.
  • step S2 the parameter setting unit 16 may set various parameters for the object detection unit 14, for example.
  • various parameters may be set for each frame of the transmission wave T, or may be set for each portion (for example, subframe) forming the frame.
  • the chirp signal may be set for each chirp signal, or any combination of these may be set.
  • step S2 the parameter setting unit 16 sets various parameters for each frame or the like of the transmission wave T so as to form a beam of the transmission wave in the direction of each determined object detection range.
  • the parameter setting unit 16 sets various parameters for each frame or the like of the transmission wave T so that the beam of the transmission wave is directed to the object detection range determined in step S1.
  • Various parameters set for directing the beam of the transmission wave to a detection range such as each object detection range can be stored in the storage unit 40, for example.
  • the parameter setting unit 16 may read and set various parameters from the storage unit 40.
  • the parameter setting unit 16 may set various parameters to the phase control unit 23 (transmission control unit) or the transmission unit 20, for example, for each frame of the transmission wave T.
  • the parameter setting unit 16 of the control unit 10 sets the parameter that defines one of the plurality of object detection ranges based on the transmission signal and the reception signal to the frame of the transmission wave T or the like. It may be set for each. Further, the parameter setting unit 16 may switch the radar type for each frame or each processing unit within the frame among the radar types having different detection ranges, and notify the signal generation unit 21 of the changed radar type.
  • the control unit 10 controls the transmission antenna 25 to transmit the transmission wave T according to the order of the frames of the transmission wave T (step S3).
  • the signal generation unit 21 may generate a transmission signal that functions as a radar for each type in accordance with the order of frames of the transmission wave T, etc., based on the parameters set by the parameter setting unit 16.
  • the phase control unit 23 transmits each transmission wave from the plurality of transmission antennas 25 in the order of the frames of the transmission wave T and the like. T is controlled so as to form a beam in a predetermined direction.
  • the phase controller 23 may control the phase of each transmission wave T. Furthermore, the phase control unit 23 (transmission control unit) follows the order of the frames of the transmission wave T, etc., so as to cover at least a part of the object detection range in the direction of the object detection range determined in step S1. You may control so that the beam of the transmitted wave T may be directed.
  • Step S3 When the transmission wave T is transmitted in Step S3, the control unit 10 controls to receive the reflected wave R from the reception antenna 31 (Step S4).
  • the control unit 10 detects an object existing around the moving body 100 (step S5).
  • the object detection unit 14 of the control unit 10 may detect an object in the object detection range determined in step S1 (cut out the object detection range).
  • the object detection unit 14 of the control unit 10 detects the presence of the object based on the estimation result by at least one of the distance FFT processing unit 11, the speed FFT processing unit 12, and the arrival angle estimation unit 13. Is also good.
  • the object detection unit 14 of the control unit 10 performs, for example, object detection (for example, clustering) processing from information on angles, velocities, and distances obtained for each of a plurality of different types of radar. Alternatively, the average power of the points forming the object may be calculated. Further, in the electronic device 1 according to the embodiment, the object detection unit 14 notifies the higher-level control CPU such as the ECU 50 of the object detection information or the point cloud information obtained for each of a plurality of different types of radar. May be.
  • step S5 The detection of the object in step S5 can be performed based on various algorithms and the like using a known millimeter-wave radar technique, and thus a more detailed description is omitted. Further, after step S5 shown in FIG. 11, the control unit 10 may restart the process of step S1. In this case, the object detection range may be determined in step S1 based on the result of detecting the object in step S5. As described above, in the electronic device 1 according to the embodiment, the control unit 10 determines an object that reflects the transmission wave T based on the transmission signal transmitted as the transmission wave T and the reception signal received as the reflected wave R. May be detected.
  • any one of a plurality of ranges in which an object is detected by a transmission signal and a reception signal is set for each frame, each subframe, or each chirp signal.
  • at least one of a plurality of ranges in which an object is detected by a transmission signal and a reception signal may be set with more freedom.
  • different radar functions are set (assigned) for each chirp signal included in the subframe of the transmission wave T.
  • the function of the radar 1 is set to the chirp signal c1
  • the function of the radar 2 is set to the chirp signal c2
  • the function of the radar 3 is set to the chirp signal c3, and the same function is repeated thereafter.
  • all the chirp signals have the same length of time.
  • the time length of the chirp signal may be the length of time until the frequency of the transmitted chirp signal increases from 0 and returns to 0 again.
  • the time length of the chirp signal may be the period T of the transmitted chirp signal.
  • the maximum frequencies of the respective chirp signals are all the same. Therefore, the gradient of the frequency is the same in each chirp signal.
  • each chirp signal is arranged in a subframe or a frame without any gap, that is, with no temporal gap.
  • each chirp signal may have the same time length or different time lengths.
  • the maximum frequencies of the respective chirp signals may be the same or different maximum frequencies.
  • all the chirp signals may have the same or different frequency gradients.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which the electronic device 1 according to an embodiment sets an object detection range in a frame.
  • the control unit 10 of the electronic device according to the embodiment may arrange different chirp signals in a frame, for example.
  • the function of the radar 1 is set to the chirp signal c1
  • the function of the radar 2 is set to the chirp signal c2
  • the function of the radar 3 is set to the chirp signal c3.
  • each chirp signal is arranged with a gap, that is, with a time interval.
  • the chirp signal c1 does not start from the beginning of frame 1.
  • FIG. 12 the example shown in FIG.
  • each chirp signal does not have the same length of time. Further, in the example shown in FIG. 12, the maximum frequencies of the respective chirp signals are not all the same. Therefore, in each chirp signal, not all frequency gradients are the same.
  • Each chirp signal shown in FIG. 12 is an example.
  • the electronic device 1 according to an embodiment may appropriately arrange a chirp signal having an arbitrary length and an arbitrary frequency band in each frame.
  • the control unit 10 of the electronic device according to an embodiment of the present disclosure may arbitrarily combine chirp signals used for a frame with different chirp signals or the same chirp signal as shown in FIG. 12.
  • the arrangement of the chirp signal similar to that of the frame 1 may be repeated in the frame 2 and subsequent frames, or the chirp signal different from that of the frame 1 may be arranged in the frame 2 and subsequent frames. Further, in the example shown in FIG. 12, different arrangements of chirp signals may be provided for each of frame 2 and subsequent frames.
  • the maximum frequency of the chirp signal c1 is the largest and the maximum frequency of the chirp signal c2 is the smallest.
  • the chirp signal c1 has a relatively short time, and the chirp signals c2 and c3 have a relatively long time. As the time of the chirp signal becomes longer, the power becomes larger accordingly, so that the accuracy at the time of object detection can be improved. In addition, when the frequency band of the chirp signal is widened, the accuracy in detecting an object can be improved.
  • the control unit 10 of the electronic device 1 may set at least one of a plurality of ranges in which an object is detected by the transmission signal and the reception signal in the frame of the transmission wave.
  • at least one of a plurality of ranges for detecting an object may be set with a higher degree of freedom, for example, in a frame or a subframe.
  • FIG. 12 shows an example in which, in each frame, at least one of a plurality of ranges for detecting an object is set with a degree of freedom.
  • the control unit 10 of the electronic device 1 according to the embodiment may set at least one of a plurality of ranges for detecting an object in each subframe with a degree of freedom.
  • Electronic devices according to other embodiments calibrate transmitted waves based on transmitted signals and received signals.
  • FIG. 13 is a functional block diagram schematically showing a configuration example of an electronic device according to another embodiment. Hereinafter, an example of the configuration of the electronic device according to the embodiment will be described.
  • an electronic device 2 according to another embodiment may have the same configuration as the electronic device 1 shown in FIG. 2 except for a part. That is, as shown in FIG. 13, an electronic device 2 according to another embodiment is the electronic device 1 shown in FIG. 2 to which a calibration processing unit 17 is added. Therefore, hereinafter, the same or similar description as described in FIG. 2 will be simplified or omitted as appropriate.
  • the calibration processing unit 17 performs a calibration process based on the beat signal digitized by the AD conversion unit 35. That is, the calibration processing unit 17 calibrates the transmitted wave based on the transmitted signal and the received signal.
  • the signal subjected to the calibration processing by the calibration processing unit 17 may be supplied to the distance FFT processing unit 11.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a frame configuration in another embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example in which an electronic device 2 according to another embodiment sets a chirp signal used for calibration together with an object detection range in a frame.
  • the control unit 10 of the electronic device 2 according to the embodiment may arrange different chirp signals in a frame, for example.
  • the function of the radar 1 is set to the chirp signal c1
  • the function of the radar 2 is set to the chirp signal c2.
  • the chirp signal c3 is assigned as a chirp signal used for calibration.
  • Each chirp signal shown in FIG. 14 is an example.
  • the electronic device 1 according to an embodiment may appropriately arrange a chirp signal having an arbitrary length and an arbitrary frequency band in each frame.
  • the chirp signal c3 used for calibration may be arranged at an arbitrary position in the frame.
  • the chirp signal c3 used for calibration may have any length.
  • the chirp signal c3 used for calibration may have an arbitrary maximum frequency. Therefore, the chirp signal c3 used for calibration may have an arbitrary frequency gradient.
  • only one chirp signal c3 is used for calibration.
  • the number of chirp signals c3 used for calibration may be arbitrary in each frame.
  • two or more chirp signals used for calibration may be arranged in frame 1.
  • the chirp signal used for calibration may be arranged not in the frame 1 but in the frame 2 and thereafter.
  • the chirp signal used for calibration may be arranged every other frame.
  • the chirp signal used for calibration may be arranged every 5 frames or every 10 frames, for example.
  • the arrangement of the chirp signal similar to that of the frame 1 may be repeated in the frame 2 and subsequent frames, or the chirp signal different from that of the frame 1 may be arranged in the frame 2 and subsequent frames. Further, in the example shown in FIG. 14, different chirp signals may be arranged in each of frames 2 and after.
  • the control unit 10 of the electronic device 2 includes a chirp signal for performing this calibration process in a frame or a subframe. That is, the control unit 10 of the electronic device 2 arranges (assigns) a chirp signal (a signal used for calibration) for performing a calibration process in a frame or a subframe. In addition, the control unit 10 of the electronic device 2 performs calibration using a signal included in a frame or a subframe.
  • a general radar sensor has a function of calculating at least one of a distance to an object to be detected, a relative speed, and an angle.
  • a general radar sensor has the following factors that may cause an error. For example, with respect to the distance, an error may occur due to the deviation of the clock frequency inside the radar sensor and / or the position where the radar sensor is mounted (the mounting depth from the vehicle surface). Further, regarding the relative speed, an error may occur due to an error of a vehicle speedometer and / or a deviation of a clock frequency inside the radar sensor. Regarding the angle, an error may occur due to a deviation in the angle at which the radar sensor is mounted and / or a deviation in manufacturing the shape / spacing of the antenna.
  • the angle detected by the radar sensor is calculated based on the angle at which the radar sensor is attached to the vehicle. For example, it is assumed that the radar sensor has an attachment angle of 5 degrees from the reference angle of the vehicle and the radar sensor estimates the angle to be 10 degrees from the reference angle of the vehicle. In this case, the radar sensor recognizes that the angle of the object is detected in the direction of 15 degrees with respect to the vehicle. However, for example, it is assumed that the radar sensor has an attachment angle of 7 degrees from the reference angle of the vehicle and the angle is estimated by the radar sensor to be 10 degrees from the reference angle of the vehicle. In this case, the radar sensor recognizes that the angle of the object is detected in the direction of 17 degrees with respect to the vehicle. Such a deviation of the mounting angle is difficult to completely eliminate, and basically involves an initial deviation and / or an aging deviation.
  • the electronic device 2 performs, for example, a calibration process during operation in order to reduce the influence of the deviation.
  • the calibration process performed by the calibration processing unit 17 may be, for example, a correction function for accurately maintaining the object detection function of the electronic device 2.
  • the above-mentioned calibration process will be described.
  • a radar such as the sensor 5 is often mainly intended to detect an object that has a risk of collision when a moving body such as a vehicle equipped with the radar travels.
  • a radar such as the sensor 5 can also detect an object having a relatively low risk of collision when the moving body travels, such as a guardrail and a utility pole.
  • these objects are recognized as objects moving in the same direction as the moving direction of the moving body and in the opposite direction to the moving direction.
  • the electronic device 2 performs calibration using, for example, the chirp signal c3 shown in FIG. Specifically, the electronic device 2 transmits a transmission wave such as the chirp signal c3 illustrated in FIG. 14 from the transmission antenna 25, and receives a reflected wave reflected by the guardrail from the reception antenna 31, for example. Then, the calibration processing unit 17 may collate the beat signal digitized by the AD conversion unit 35 with the information of the known object (guardrail) stored in the storage unit 40. Here, the calibration processing unit 17 may perform matching with the locus (known data) of the object to be originally detected in consideration of the mounting angle of the transmitting antenna 25 (and the receiving antenna 31) in the sensor 5. The calibration processing unit 17 may correct various parameters used in various processes based on the result of such matching.
  • the calibration processing unit 17 may correct various parameters used in various processes based on the result of such matching.
  • the electronic device 2 may be provided with a predetermined reflector or the like, for example, in the radar cover or the housing of the sensor 5.
  • the predetermined reflector may store at least one of the installed position and / or angle, and information such as the reflectance of the material forming the reflector in the storage unit 40 in advance.
  • the electronic device 2 transmits the transmission wave such as the chirp signal c3 shown in FIG. 14 from the transmission antenna 25, and receives the reflection wave reflected by the predetermined reflector from the reception antenna 31. To do.
  • the calibration processing unit 17 may collate the beat signal digitized by the AD conversion unit 35 with the information of the known object (predetermined reflector) stored in the storage unit 40.
  • the calibration processing unit 17 may perform matching with the locus (known data) of the object to be originally detected in consideration of the mounting angle of the transmitting antenna 25 (and the receiving antenna 31) in the sensor 5.
  • the calibration processing unit 17 may correct various parameters used in various processes based on the result of such matching.
  • the electronic device 2 may perform the calibration process within the time of one frame, for example. Further, the electronic device 2 according to another embodiment may perform the calibration process, for example, within each time for each frame or each subframe. In this way, when the calibration process is repeatedly performed, various statistical processes such as averaging the process results may be performed. According to such statistical processing, it is expected that the accuracy of detection by the radar function of the electronic device 2 is gradually increased by repeatedly performing the calibration processing. Further, when performing such statistical processing, detection results that can be regarded as noise may be excluded.
  • control unit 10 sets at least one of a plurality of ranges in which an object is detected by a transmission signal and a reception signal in the frame of the transmission wave.
  • control unit 10 may include a signal used for calibration in the frame. Further, in the electronic device 2 according to another embodiment, the control unit 10 may perform the calibration using the signal included in the frame.
  • the explanation has been made assuming that the planar arrival angle ⁇ is calibrated (for example, in the XY plane shown in FIG. 1) by the calibration process performed by the electronic device 2. That is, the electronic device 2 can calibrate the mounting angle of the transmitting antenna 25 (and the receiving antenna 31) in the sensor 5 based on the detected arrival angle ⁇ .
  • the electronic device 2 may perform other calibrations.
  • the electronic device 2 may calibrate the attachment angle of the transmission antenna 25 (and the reception antenna 31) of the sensor 5 in the vertical direction (for example, the Z-axis direction shown in FIG. 1). .
  • the electronic device 2 may perform the calibration based on, for example, the position of the detected object and / or the relative speed of the detected object. . Further, for example, in another embodiment, the electronic device 2 may calibrate the power of the transmission wave transmitted from the transmission antenna 25.
  • blind spot detection BSD
  • CTA Cross Traffic Alert
  • Rear-CTA free space detection
  • PA Parking Assist
  • the electronic device 1 enables one radar sensor to be used for a plurality of purposes, functions, or uses.
  • FIGS. 15 to 18 are conceptual diagrams showing an example of an object detection range used in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 shows a detection range S1 of the sensor 5 when performing parking assistance (PA: Parking Assist).
  • the sensor 5 is arranged at the right rear end of the moving body 100.
  • the arrangement position of the sensor 5 is not limited to the right rear end portion of the moving body 100, and may be the left rear end portion or any other position. Further, the number of sensors 5 may be any number of 1 or more.
  • a horizontal axis passing through the sensor 5 in a direction substantially parallel to the traveling direction when the moving body 100 moves straight is defined as a Y-axis. Further, an angle counterclockwise from the Y axis is an angle in the outward direction.
  • the direction substantially parallel to the traveling direction when the moving body 100 moves straight may be, for example, a direction substantially parallel to the vehicle body side surface of the moving body 100.
  • the range S1 of the transmission wave of the sensor 5 is the Y axis of the axis C passing through the center of the transmission range S1 when the sensor 5 equipped with the transmission antenna is viewed from the vertically upper side.
  • the angle ⁇ 1 may be 45 ° outward from the Y axis.
  • the range S1 of the transmitted wave of the sensor 5 may be a range in which the distance r1 from the sensor 5 is 10 m or less at the maximum.
  • the angle range ⁇ 1 of the transmission range S1 is 160 °.
  • ⁇ 1 may be a numerical value other than 45 °.
  • ⁇ 1 may be a numerical value other than 160 °.
  • the distance r1 may be a numerical value other than 10 m.
  • the center of the transmission range S1 may be the center of the transmission wave in the horizontal range.
  • FIG. 16 shows the detection range S2 of the sensor 5 when performing free space detection (FSD).
  • the sensor 5 is arranged at the right rear end of the moving body 100.
  • the arrangement position of the sensor 5 is not limited to the right rear end portion of the moving body 100, and may be the left rear end portion or any other position. Further, the number of sensors 5 may be any number of 1 or more.
  • a horizontal axis passing through the sensor 5 in a direction substantially parallel to the traveling direction when the moving body 100 moves straight is defined as a Y-axis. Further, an angle counterclockwise from the Y axis is an angle in the outward direction.
  • the direction substantially parallel to the traveling direction when the moving body 100 moves straight may be, for example, a direction substantially parallel to the vehicle body side surface of the moving body 100.
  • the range S2 of the transmission wave of the sensor 5 is the Y of the axis C passing through the center of the transmission range S2 when the sensor 5 equipped with the transmission antenna is viewed from the vertically upper side.
  • the angle ⁇ 2 from the axis may form 95 ° outward from the Y axis.
  • the range S2 of the transmitted wave of the sensor 5 may be a range in which the distance r2 from the sensor 5 is 15 m or less at the maximum.
  • the angle range ⁇ 2 of the transmission range S2 is 20 °.
  • FIG. 17 shows a detection range S3 of the sensor 5 when performing blind spot detection (BSD).
  • the sensor 5 is arranged at the right rear end of the moving body 100.
  • the arrangement position of the sensor 5 is not limited to the right rear end portion of the moving body 100, and may be the left rear end portion or any other position. Further, the number of sensors 5 may be any number of 1 or more.
  • a horizontal axis that is substantially parallel to the traveling direction when the moving body 100 moves straight and passes through the sensor 5 is defined as a Y-axis. Further, an angle counterclockwise from the Y axis is an angle in the outward direction.
  • the direction substantially parallel to the traveling direction when the moving body 100 moves straight may be, for example, a direction substantially parallel to the vehicle body side surface of the moving body 100.
  • the range S3 of the transmission wave of the sensor 5 is the Y axis of the axis C passing through the center of the transmission range S3 when the sensor 5 equipped with the transmission antenna is viewed from the vertically upper side.
  • the angle ⁇ 3 from may be 30 ° outward from the Y-axis.
  • the range S3 of the transmitted wave of the sensor 5 may be a range in which the distance r3 from the sensor 5 is 100 m or less at the maximum.
  • the angular range ⁇ 3 of the transmission range S3 is 50 °.
  • ⁇ 3 may be a numerical value other than 30 °.
  • ⁇ 3 may be a numerical value other than 50 °.
  • the distance r3 may be a numerical value other than 100 m.
  • the center of the transmission range S3 may be the center of the transmission wave in the horizontal range.
  • FIG. 18 shows the detection range S4 of the sensor 5 when performing rear cross traffic alert (Rear-CTA).
  • the sensor 5 is arranged at the right rear end of the moving body 100.
  • the arrangement position of the sensor 5 is not limited to the right rear end portion of the moving body 100, and may be the left rear end portion or any other position. Further, the number of sensors 5 may be any number of 1 or more.
  • a horizontal axis that is substantially parallel to the traveling direction when the moving body 100 travels straight and passes through the sensor 5 is defined as a Y-axis. Further, an angle counterclockwise from the Y axis is an angle in the outward direction.
  • the direction substantially parallel to the traveling direction when the moving body 100 moves straight may be, for example, a direction substantially parallel to the vehicle body side surface of the moving body 100.
  • the transmission wave range S4 of the sensor 5 passes through the center of the transmission range S4 when the sensor 5 equipped with the transmission antenna is viewed from the vertically upper side.
  • the angle ⁇ 4 of the axis C from the Y axis may be 70 ° outward from the Y axis.
  • the range S4 of the transmitted wave of the sensor 5 may be a range in which the distance r4 from the sensor 5 is 100 m or less at the maximum.
  • the angle range ⁇ 4 of the transmission range S4 is 50 °.
  • ⁇ 4 may be a numerical value other than 70 °.
  • ⁇ 4 may be a numerical value other than 50 °.
  • the distance r4 may be a numerical value other than 100 m.
  • the center of the transmission range S4 may be the center of the transmission wave in the horizontal range.
  • the moving body 100 travels in the left direction, that is, only in front of the moving body 100 as the arrow direction.
  • the traveling direction of may be other than the front of the moving body 100. That is, the traveling direction of the moving body 100 can be any direction such as the front side of the moving body 100, the rear side of the moving body 100, the right rear side, the left rear side, the right front side, and the left front side.
  • the angle ⁇ 1 from the Y axis of the axis C is 45 ° outward from the Y axis, and the distance r1 is 10 m or less at maximum.
  • the angular range ⁇ 1 is 160 °.
  • the angle ⁇ 2 of the transmission range S2 from the Y axis of the axis C is 95 ° outward from the Y axis, and the distance r2 is 15 m or less at the maximum.
  • the angle range ⁇ 2 is 20 °.
  • blind spot detection in FIG. 17, for example, in the transmission range S3, the angle ⁇ 3 from the Y axis of the axis C is 30 ° outward from the Y axis, and the range r3 is 100 m or less at maximum. And the angular range ⁇ 3 is 50 °.
  • each numerical value for example, a person, a vehicle, or another detection target on the rear side surface of the moving body 100, which can be a blind spot of the driver of the moving body 100, can be appropriately detected.
  • the angle ⁇ 4 of the transmission range S4 from the Y axis of the axis C is 70 ° outward from the Y axis, and the distance r4 is The maximum range is 100 m or less, and the angular range ⁇ 4 is 50 °.
  • the control unit 10 of the electronic device 1 of the present disclosure has at least one of a range in which an object is detected by a transmission signal and a reception signal for each frame of a transmission wave, a subframe of a transmission wave, and a chirp signal, or any combination thereof. This can be appropriately selected from the above ranges S1, S2, S3, S4. Accordingly, the control unit 10 of the electronic device 1 of the present disclosure can perform detection at high speed and flexibly according to a plurality of purposes, uses, and / or functions.
  • control unit 10 of the electronic device 1 of the present disclosure sets a range in which an object is detected by a transmission signal and a reception signal for each frame of a transmission wave, a subframe of a transmission wave, and a chirp signal, or any combination thereof. Ranges other than the ranges S1, S2, S3, and S4 may be arbitrarily selected and used in combination. That is, the electronic device 1 of the present disclosure can realize multiple functions by the millimeter wave radar.
  • the control unit 10 of the electronic device 1 appropriately selects at least one of a plurality of ranges in which an object is detected by a transmission signal and a reception signal from the above range S1, S2, S3, or S4. You can do it.
  • the Y-axis is a horizontal axis passing through the sensor 5, but the Y-axis may be a horizontal axis passing through any position in the sensor 5 or the Y-axis may be a horizontal axis passing through the sensor 5. It may be a horizontal axis that passes through substantially the center of the arrangement position.
  • the approximate center of the arrangement position of the transmitting antennas of the sensor 5 may be the center of the positions of the plurality of antennas in the horizontal direction when the plurality of antennas are in the horizontal direction.
  • the approximate center of the arrangement position of the transmission antennas of the sensor 5 may be the center of the positions of the plurality of antennas in the vertical direction when the plurality of antennas are in the vertical direction.
  • the approximate center of the arrangement position of the transmitting antennas of the sensor 5 is the center of the position of the plurality of antennas in the horizontal direction and the center of the position of the plurality of antennas in the vertical direction when the plurality of antennas are in the horizontal direction and the vertical direction. You may have.
  • the range of the transmitted wave is a range equal to or less than the maximum distance R [m] from the sensor 5, which means that the maximum range of an object that the sensor 5 can detect is the maximum distance R [m] from the sensor 5. May mean that.
  • the transmitted wave may be transmitted farther than R [m].
  • This R [m] is the output intensity of the transmitted wave, the scattering cross section of the object, the size of the object, the material of the object, the frequency of the transmitted wave, the transmission environment of the transmitted wave such as humidity and temperature, and the transmission antenna.
  • the gain, the gain of the receiving antenna, the SN ratio required for the received signal, and the like may be arbitrarily and arbitrarily used to be determined.
  • the control unit 10 of the electronic device 1 is a range in which an object is detected by a transmission signal and a reception signal for each frame of a transmission wave, a subframe of a transmission wave, a chirp signal, or any combination thereof. At least one of the above may be appropriately selected from the above range S1, S2, S3, or S4.
  • each functional unit can be rearranged so as to be logically consistent.
  • a plurality of functional units and the like may be combined into one or divided.
  • Each of the embodiments according to the present disclosure described above is not limited to being faithfully implemented in each of the embodiments described above, and may be implemented by appropriately combining the features or omitting some of them. . That is, those skilled in the art can make various changes and modifications to the content of the present disclosure based on the present disclosure.
  • each functional unit, each means, each step, and the like are added to another embodiment so as not to be logically inconsistent, or each functional unit, each means, each step, and the like in another embodiment are used. It is possible to replace Further, in each embodiment, a plurality of functional units, each means, each step, and the like can be combined into one or divided. Further, each embodiment of the present disclosure described above is not limited to being faithfully implemented in each of the embodiments described above, and may be implemented by appropriately combining the features or omitting some of them. You can also.
  • the mode in which the object detection range is dynamically switched by one sensor 5 has been described.
  • the plurality of sensors 5 may detect an object in the determined object detection range.
  • beam forming may be performed toward the determined object detection range by the plurality of sensors 5.
  • the embodiments described above are not limited only to the implementation as the electronic device 1.
  • the above-described embodiment may be implemented as a method of controlling a device such as the electronic device 1.
  • the above-described embodiment may be implemented as a control program for a device such as the electronic device 1.
  • the electronic device 1 may include, for example, at least a part of only one of the sensor 5 and the control unit 10.
  • the electronic device 1 according to one embodiment includes, in addition to the control unit 10, at least one of a signal generation unit 21, a synthesizer 22, a phase control unit 23, an amplifier 24, and a transmission antenna 25 as illustrated in FIG. May be included as appropriate.
  • the electronic device 1 according to one embodiment includes at least one of the reception antenna 31, the LNA 32, the mixer 33, the IF unit 34, and the AD conversion unit 35 instead of or in addition to the above-described function unit. It may be configured to include it as appropriate.
  • the electronic device 1 according to one embodiment may include a storage unit 40.
  • the electronic device 1 according to the embodiment can adopt various configurations. Further, when the electronic device 1 according to an embodiment is mounted on the moving body 100, for example, at least one of the above-described functional units may be installed at an appropriate place such as inside the moving body 100. On the other hand, in one embodiment, for example, at least one of the transmission antenna 25 and the reception antenna 31 may be installed outside the moving body 100.
  • the control unit 10 uses any one of a plurality of ranges in which an object is detected by a transmission signal and a reception signal as a frame, a portion forming a frame (for example, a subframe), and a chirp signal, or an arbitrary combination thereof. You may set based on.

Abstract

電子機器は、送信波を送信する送信アンテナと、送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、制御部と、を備える。制御部は、送信波として送信される送信信号及び反射波として受信される受信信号に基づいて、送信波を反射する物体を検出する。制御部は、物体を検出する範囲を、送信波のフレームごとに設定する。

Description

電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム 関連出願の相互参照
 本出願は、2018年10月12日に日本国に特許出願された特願2018-193317、及び2019年3月20日に日本国に特許出願された特願2019-53575の優先権を主張するものであり、これらの先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本開示は、電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムに関する。
 例えば自動車に関連する産業などの分野において、自車両と所定の物体との間の距離などを測定する技術が重要視されている。特に、近年、ミリ波のような電波を送信し、障害物などの物体に反射した反射波を受信することで、物体との間の距離などを測定するレーダ(RADAR(Radio Detecting and Ranging))の技術が、種々研究されている。このような距離などを測定する技術の重要性は、運転者の運転をアシストする技術、及び、運転の一部又は全部を自動化する自動運転に関連する技術の発展に伴い、今後ますます高まると予想される。
 また、送信された電波が所定の物体に反射した反射波を受信することで、当該物体の存在を検出する技術について、種々の提案がされている。例えば特許文献1は、特定の周期で直線FM変調を行った送信信号を目標物体に照射し、目標物体からの受信信号との差によりビート信号を検出し、この信号の周波数分析から距離・速度計測を行うFM-CWレーダ装置を開示している。また、例えば特許文献2は、数十GHz程度の高周波信号が送信波として使用される送信器において、送信波の位相を高い精度で任意の値に制御可能にする技術を開示している。
特開平11-133144号公報 国際公開第WO2016/167253号
 一実施形態に係る電子機器は、送信波を送信する送信アンテナと、前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、制御部と、を備える。
 前記制御部は、前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出する。
 前記制御部は、前記物体を検出する範囲を前記送信波のフレームごとに設定する。
 一実施形態に係る電子機器は、送信波を送信する送信アンテナと、前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、制御部と、を備える。
 前記制御部は、前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出する。
 前記制御部は、前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレーム、前記フレームを構成する部分、及び、前記送信波に含まれるチャープ信号の少なくともいずれかごとに設定する。
 一実施形態に係る電子機器は、送信波を送信する送信アンテナと、前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、制御部と、を備える。
 前記制御部は、前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出する。
 前記制御部は、前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレームごとに設定する。
 前記制御部は、前記フレームにキャリブレーションに用いる信号を含める。
 一実施形態に係る電子機器の制御方法は、以下のステップを含む。
 (1)送信アンテナから送信波を送信するステップ
 (2)前記送信波が反射された反射波を受信アンテナから受信するステップ
 (3)前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出するステップ
 (4)前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレームごとに設定するステップ
 一実施形態に係る電子機器の制御プログラムは、コンピュータに、上記のステップ(1)乃至(4)を実行させる。
一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 一実施形態に係る送信信号の構成を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の動作を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器における送信アンテナ及び受信アンテナの配置の例を示す図である。 一実施形態に係る電子機器における送信アンテナ及び受信アンテナの配置の他の例を示す図である。 一実施形態に係る電子機器による物体検出の距離について説明する図である。 一実施形態において物体検出範囲をフレームごとに設定する例を説明する図である。 一実施形態においてフレームを構成する部分ごとに物体検出範囲を設定する例を説明する図である。 一実施形態においてフレームを構成するチャープ信号ごとに物体検出範囲を設定する例を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。 一実施形態において物体検出範囲をフレームにおいて設定する例を説明する図である。 他の実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 他の実施形態におけるフレームの構成を例示する図である。 一実施形態に係る電子機器において利用される物体を検出する範囲の一例を示す概念図である。 一実施形態に係る電子機器において利用される物体を検出する範囲の一例を示す概念図である。 一実施形態に係る電子機器において利用される物体を検出する範囲の一例を示す概念図である。 一実施形態に係る電子機器において利用される物体を検出する範囲の一例を示す概念図である。
 送信された送信波が所定の物体に反射した反射波を受信することにより、当該物体を検出する技術において、利便性を向上させることが望ましい。本開示の目的は、物体検出の利便性を向上し得る電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムを提供することにある。一実施形態によれば、物体検出の利便性を向上し得る電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラムを提供することができる。以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
 一実施形態に係る電子機器は、例えば自動車などのような乗り物(移動体)に搭載されることで、当該移動体の周囲に存在する所定の物体を検出することができる。このために、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した送信アンテナから、移動体の周囲に送信波を送信することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した受信アンテナから、送信波が反射された反射波を受信することができる。送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は、例えば移動体に設置されたレーダセンサ等に備えられてもよい。
 以下、典型的な例として、一実施形態に係る電子機器が、乗用車のような自動車に搭載される構成について説明する。しかしながら、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、自動車に限定されない。一実施形態に係る電子機器は、バス、トラック、オートバイ、自転車、船舶、航空機、救急車、消防車、ヘリコプター、トラクターなどの農作業装置、及びドローンなど、種々の移動体に搭載されてよい。また、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、必ずしも自らの動力で移動する移動体にも限定されない。例えば、一実施形態に係る電子機器が搭載される移動体は、トラクターにけん引されるトレーラー部分などとしてもよい。一実施形態に係る電子機器は、センサ及び所定の物体の少なくとも一方が移動し得るような状況において、センサと物体との間の距離などを測定することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、センサ及び物体の双方が静止していても、センサと物体との間の距離などを測定することができる。
 まず、一実施形態に係る電子機器による物体の検出の例を説明する。
 図1は、一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。図1は、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサを、移動体に設置した例を示している。
 図1に示す移動体100には、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ5が設置されている。また、図1に示す移動体100は、一実施形態に係る電子機器1を搭載(例えば内蔵)しているものとする。電子機器1の具体的な構成については後述する。センサ5は、例えば送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方を備えるものとしてよい。また、センサ5は、電子機器1に含まれる制御部10(図2)の少なくとも一部など、他の機能部の少なくともいずれかを、適宜含んでもよい。図1に示す移動体100は、乗用車のような自動車の車両としてよいが、任意のタイプの移動体としてよい。図1において、移動体100は、例えば図に示すY軸正方向(進行方向)に移動(走行又は徐行)していてもよいし、他の方向に移動していてもよいし、また移動せずに静止していてもよい。
 図1に示すように、移動体100には、送信アンテナを備えるセンサ5が設置されている。図1に示す例において、送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ5は、移動体100の前方に1つだけ設置されている。ここで、センサ5が移動体100に設置される位置は、図1に示す位置に限定されるものではなく、適宜、他の位置としてもよい。例えば、図1に示すようなセンサ5を、移動体100の左側、右側、及び/又は、後方などに設置してもよい。また、このようなセンサ5の個数は、移動体100における測定の範囲及び/又は精度など各種の条件(又は要求)に応じて、1つ以上の任意の数としてよい。センサ5は、移動体100の内部に設置されているとしてもよい。内部とは、たとえばバンパー内の空間、ヘッドライト内の空間、運転スペースの空間などでよい。
 センサ5は、送信アンテナから送信波として電磁波を送信する。例えば移動体100の周囲に所定の物体(例えば図1に示す物体200)が存在する場合、センサ5から送信された送信波の少なくとも一部は、当該物体によって反射されて反射波となる。そして、このような反射波を例えばセンサ5の受信アンテナによって受信することにより、移動体100に搭載された電子機器1は、当該物体を検出することができる。
 送信アンテナを備えるセンサ5は、典型的には、電波を送受信するレーダ(RADAR(Radio Detecting and Ranging))センサとしてよい。しかしながら、センサ5は、レーダセンサに限定されない。一実施形態に係るセンサ5は、例えば光波によるLIDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)の技術に基づくセンサとしてもよい。これらのようなセンサは、例えばパッチアンテナなどを含んで構成することができる。RADAR及びLIDARのような技術は既に知られているため、詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略することがある。
 図1に示す移動体100に搭載された電子機器1は、センサ5の送信アンテナから送信された送信波の反射波を受信アンテナから受信する。このようにして、電子機器1は、移動体100から所定の距離内に存在する所定の物体200を検出することができる。例えば、図1に示すように、電子機器1は、自車両である移動体100と所定の物体200との間の距離Lを測定することができる。また、電子機器1は、自車両である移動体100と所定の物体200との相対速度も測定することができる。さらに、電子機器1は、所定の物体200からの反射波が、自車両である移動体100に到来する方向(到来角θ)も測定することができる。
 ここで、物体200とは、例えば移動体100に隣接する車線を走行する対向車、移動体100に並走する自動車、及び移動体100と同じ車線を走行する前後の自動車などの少なくともいずれかとしてよい。また、物体200とは、オートバイ、自転車、ベビーカー、歩行者、ガードレール、中央分離帯、道路標識、歩道の段差、壁、マンホール、坂道、壁、障害物など、移動体100の周囲に存在する任意の物体としてよい。さらに、物体200は、移動していてもよいし、停止していてもよい。例えば、物体200は、移動体100の周囲に駐車又は停車している自動車などとしてもよい。また、物体200は、車道にあるものだけでなく、歩道、農場、農地、駐車場、空き地、道路上の空間、店舗内、横断歩道、水上、空中、側溝、川、他の移動体の中、建物その他の構造物の内部若しくは外部など、適宜な場所にあるものとしてよい。本開示において、センサ5が検出する物体200には、無生物の他に、人、犬、猫、及び馬その他の動物などの生物も含む。本開示のセンサ5が検出する物体200は、レーダ技術により検知される、人、物、及び動物などを含む物標を含む。
 図1において、センサ5の大きさと、移動体100の大きさとの比率は、必ずしも実際の比率を示すものではない。また、図1において、センサ5は、移動体100の外部に設置した状態を示してある。しかしながら、一実施形態において、センサ5は、移動体100の各種の位置に設置してよい。例えば、一実施形態において、センサ5は、移動体100のバンパーの内部に設置して、移動体100の外観に現れないようにしてもよい。
 以下、典型的な例として、センサ5の送信アンテナは、ミリ波(30GHz以上)又は準ミリ波(例えば20GHz~30GHz付近)などのような周波数帯の電波を送信するものとして説明する。例えば、センサ5の送信アンテナは、77GHz~81GHzのように、4GHzの周波数帯域幅を有する電波を送信してもよい。センサ5の送信アンテナはミリ波(30GHz以上)又は準ミリ波(例えば20GHz~30GHz付近)以外の周波数帯の電磁波を送信するとしてもよい。
 図2は、一実施形態に係る電子機器1の構成例を概略的に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る電子機器1の構成の一例について説明する。
 ミリ波方式のレーダによって距離などを測定する際、周波数変調連続波レーダ(以下、FMCWレーダ(Frequency Modulated Continuous Wave radar)と記す)が用いられることが多い。FMCWレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば79GHzの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のFMCWレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば77GHz~81GHzのように、4GHzの周波数帯域幅を持つものとなる。79GHzの周波数帯のレーダは、例えば24GHz、60GHz、76GHzの周波数帯などの他のミリ波/準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。以下、このような実施形態について説明する。本開示で利用されるFMCWレーダ方式は、通常より短い周期でチャープ信号を送信するFCM方式(Fast-Chirp Modulation)を含むとしてもよい。信号生成部21が生成する信号は、FMCW方式の信号に限定されない。信号生成部21が生成する信号は、FMCW方式以外の各種の方式の信号としてもよい。記憶部40に記憶される送信信号列は、これら各種の方式によって異なるものとしてよい。例えば、上述のFMCW方式のレーダ信号の場合、時間サンプルごとに周波数が増加する信号及び減少する信号を使用してよい。上述の各種の方式は、公知の技術を適宜適用することができるため、より詳細な説明は省略する。
 図2に示すように、一実施形態に係る電子機器1は、センサ5とECU(Electronic Control Unit)50とから構成される。ECU50は、移動体100の様々な動作を制御する。ECU50は、少なくとも1以上のECUにより構成されるものとしてよい。一実施形態に係る電子機器1は、制御部10を備えている。また、一実施形態に係る電子機器1は、送信部20、受信部30A~30D、及び記憶部40などの少なくともいずれかのような、他の機能部を適宜含んでもよい。図2に示すように、電子機器1は、受信部30A~30Dのように、複数の受信部を備えてよい。以下、受信部30Aと、受信部30Bと、受信部30Cと、受信部30Dとを区別しない場合、単に「受信部30」と記す。
 制御部10は、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、到来角推定部13、物体検出部14、検出範囲決定部15、及びパラメータ設定部16を備えてよい。制御部10に含まれるこれらの機能部については、さらに後述する。
 送信部20は、図2に示すように、信号生成部21、シンセサイザ22、位相制御部23A及び23B、増幅器24A及び24B、並びに、送信アンテナ25A及び25Bを備えてよい。以下、位相制御部23Aと、位相制御部23Bとを区別しない場合、単に「位相制御部23」と記す。また、以下、増幅器24Aと、増幅器24Bとを区別しない場合、単に「増幅器24」と記す。また、以下、送信アンテナ25Aと、送信アンテナ25Bとを区別しない場合、単に「送信アンテナ25」と記す。
 受信部30は、図2に示すように、それぞれ対応する受信アンテナ31A~31Dを備えてよい。以下、受信アンテナ31Aと、受信アンテナ31Bと、受信アンテナ31Cと、受信アンテナ31Dとを区別しない場合、単に「受信アンテナ31」と記す。また、複数の受信部30は、それぞれ、図2に示すように、LNA32、ミキサ33、IF部34、及びAD変換部35を備えてよい。受信部30A~30Dは、それぞれ同様の構成としてよい。図2においては、代表例として、受信部30Aのみの構成を概略的に示してある。
 上述のセンサ5は、例えば送信アンテナ25及び受信アンテナ31を備えるものとしてよい。また、センサ5は、制御部10などの他の機能部の少なくともいずれかを適宜含んでもよい。
 一実施形態に係る電子機器1が備える制御部10は、電子機器1を構成する各機能部の制御をはじめとして、電子機器1全体の動作の制御を行うことができる。制御部10は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばCPU(Central Processing Unit)のような、少なくとも1つのプロセッサを含んでよい。制御部10は、まとめて1つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、IC(Integrated Circuit)ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、制御部10は、例えばCPU及び当該CPUで実行されるプログラムとして構成してよい。制御部10は、制御部10の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。
 記憶部40は、制御部10において実行されるプログラム、及び、制御部10において実行された処理の結果などを記憶してよい。また、記憶部40は、制御部10のワークメモリとして機能してよい。記憶部40は、例えば半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。また、例えば、記憶部40は、本実施形態に係る電子機器1に挿入されたメモリカードのような記憶媒体としてもよい。また、記憶部40は、上述のように、制御部10として用いられるCPUの内部メモリであってもよい。
 一実施形態において、記憶部40は、送信アンテナ25から送信する送信波T及び受信アンテナ31から受信する反射波Rによって物体を検出する範囲を設定するための各種パラメータを記憶してよい。このようなパラメータについては、さらに後述する。本開示において、物体を検出する範囲とは、物体を検出する距離範囲及び物体を検出する角度範囲の少なくともいずれかを含む。本開示において、物体を検出する角度範囲は、地面に対する水平角度範囲、垂直角度範囲及びその他の任意の角度範囲を含むとしてよい
 一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、送信部20及び受信部30の少なくとも一方を制御することができる。この場合、制御部10は、記憶部40に記憶された各種情報に基づいて、送信部20及び受信部30の少なくとも一方を制御してよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、信号生成部21に信号の生成を指示したり、信号生成部21が信号を生成するように制御したりしてもよい。
 信号生成部21は、制御部10の制御により、送信アンテナ25から送信波Tとして送信される信号(送信信号)を生成する。信号生成部21は、送信信号を生成する際に、例えば制御部10による制御に基づいて、送信信号の周波数を割り当ててよい。具体的には、信号生成部21は、パラメータ設定部16によって設定されたパラメータにしたがって、送信信号の周波数を割り当ててよい。例えば、信号生成部21は、制御部10(パラメータ設定部16)から周波数情報を受け取ることにより、例えば77~81GHzのような周波数帯域の所定の周波数の信号を生成する。信号生成部21は、例えば電圧制御発振器(VCO)のような機能部を含んで構成してよい。
 信号生成部21は、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばCPUのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。以下説明する各機能部も、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、可能な場合には、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばCPUのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。
 一実施形態に係る電子機器1において、信号生成部21は、例えばチャープ信号のような送信信号(送信チャープ信号)を生成してよい。特に、信号生成部21は、周波数が周期的に線形に変化する信号(線形チャープ信号)を生成してもよい。例えば、信号生成部21は、周波数が時間の経過に伴って77GHzから81GHzまで周波数が周期的に線形に増大するチャープ信号を生成するとしてもよい。例えば、信号生成部21は、周波数が時間の経過に伴って77GHzから81GHzのいずれからの範囲で周波数が周期的に線形に増大するチャープ信号を生成するとしてもよい。また、例えば、信号生成部21は、周波数が時間の経過に伴って77GHzから81GHzまで線形の増大(アップチャープ)及び減少(ダウンチャープ)を周期的に繰り返す信号を生成してもよい。信号生成部21が生成する信号は、例えば制御部10において予め設定されていてもよい。また、信号生成部21が生成する信号は、例えば記憶部40などに予め記憶されていてもよい。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。信号生成部21によって生成された信号は、シンセサイザ22に供給される。
 図3は、信号生成部21が生成するチャープ信号の例を説明する図である。
 図3において、横軸は経過する時間を表し、縦軸は周波数を表す。図3に示す例において、信号生成部21は、周波数が周期的に線形に変化する線形チャープ信号を生成する。図3においては、各チャープ信号を、c1,c2,…,c8のように示してある。図3に示すように、それぞれのチャープ信号において、時間の経過に伴って周波数が線形に増大する。
 図3に示す例において、c1,c2,…,c8のように8つのチャープ信号を含めて、1つのサブフレームとしている。すなわち、図3に示すサブフレーム1及びサブフレーム2などは、それぞれc1,c2,…,c8のように8つのチャープ信号を含んで構成されている。また、図3に示す例において、サブフレーム1~サブフレーム16のように16のサブフレームを含めて、1つのフレームとしている。すなわち、図3に示すフレーム1及びフレーム2など、それぞれ16のサブフレームを含んで構成されている。また、図3に示すように、フレーム同士の間には、所定の長さのフレームインターバルを含めてもよい。図3に示す1つのフレームは、例えば30ミリ秒から50ミリ秒程度の長さとしてよい。ここで、本開示の各実施形態において、フレームとは、ECU50などの処理部が処理を実行する単位となるものである。1つのフレームに含まれる各信号により少なくとも1以上の検知対象の位置、速度、及び角度などの情報を含むとしてよい。
 図3において、フレーム2以降も同様の構成としてよい。また、図3において、フレーム3以降も同様の構成としてよい。図3において、フレーム2以降は、フレーム1と同様若しくは異なる構成としてよい。一実施形態に係る電子機器1において、信号生成部21は、任意の数のフレームとして送信信号を生成してよい。また、図3においては、一部のチャープ信号は省略して示している。このように、信号生成部21が生成する送信信号の時間と周波数との関係は、例えば記憶部40などに記憶しておいてよい。
 このように、一実施形態に係る電子機器1は、複数のチャープ信号を含むサブフレームから構成される送信信号を送信してよい。また、一実施形態に係る電子機器1は、サブフレームを所定数含むフレームから構成される送信信号を送信してよい。
 以下、電子機器1は、図3に示すようなフレーム構造の送信信号を送信するものとして説明する。しかしながら、図3に示すようなフレーム構造は一例であり、例えば1つのサブフレームに含まれるチャープ信号は8つに限定されない。一実施形態において、信号生成部21は、任意の数(例えば任意の複数)のチャープ信号を含むサブフレームを生成してよい。また、図3に示すようなサブフレーム構造も一例であり、例えば1つのフレームに含まれるサブフレームは16に限定されない。一実施形態において、信号生成部21は、任意の数(例えば任意の複数)のサブフレームを含むフレームを生成してよい。
 図2に戻り、シンセサイザ22は、信号生成部21が生成した信号の周波数を、所定の周波数帯の周波数まで上昇させる。シンセサイザ22は、送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択された周波数まで、信号生成部21が生成した信号の周波数を上昇させてよい。送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択される周波数は、例えば制御部10によって設定されてもよい。例えば、送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択される周波数は、パラメータ設定部16によって選択された周波数としてよい。また、送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択される周波数は、例えば記憶部40に記憶されていてもよい。シンセサイザ22によって周波数が上昇された信号は、位相制御部23及びミキサ33に供給される。位相制御部23が複数の場合、シンセサイザ22によって周波数が上昇された信号は、複数の位相制御部23のそれぞれに供給されてよい。また、受信部30が複数の場合、シンセサイザ22によって周波数が上昇された信号は、複数の受信部30におけるそれぞれのミキサ33に供給されてよい。
 位相制御部23は、シンセサイザ22から供給された送信信号の位相を制御する。具体的には、位相制御部23は、例えば制御部10による制御に基づいて、シンセサイザ22から供給された信号の位相を適宜早めたり遅らせたりすることにより、送信信号の位相を調整してよい。この場合、位相制御部23は、複数の送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波Tの経路差に基づいて、それぞれの送信信号の位相を調整してもよい。位相制御部23がそれぞれの送信信号の位相を適宜調整することにより、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tは、所定の方向において強め合ってビームを形成する(ビームフォーミング)。この場合、ビームフォーミングの方向と、複数の送信アンテナ25がそれぞれ送信する送信信号の制御すべき位相量との相関関係は、例えば記憶部40に記憶しておいてよい。位相制御部23によって位相制御された送信信号は、増幅器24に供給される。ここで、ビームフォーミングは、所定の方向に送信電力を集中させることを含む。
 増幅器24は、位相制御部23から供給された送信信号のパワー(電力)を、例えば制御部10による制御に基づいて増幅させる。センサ5が複数の送信アンテナ25を備える場合、複数の増幅器24は、複数の位相制御部23のうちそれぞれ対応するものから供給された送信信号のパワー(電力)を、例えば制御部10による制御に基づいてそれぞれ増幅させてよい。送信信号のパワーを増幅させる技術自体は既に知られているため、より詳細な説明は省略する。増幅器24は、送信アンテナ25に接続される。
 送信アンテナ25は、増幅器24によって増幅された送信信号を、送信波Tとして出力(送信)する。センサ5が複数の送信アンテナ25を備える場合、複数の送信アンテナ25は、複数の増幅器24のうちそれぞれ対応するものによって増幅された送信信号を、それぞれ送信波Tとして出力(送信)してよい。送信アンテナ25は、既知のレーダ技術に用いられる送信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
 このようにして、一実施形態に係る電子機器1は、送信アンテナ25備え、送信アンテナ25から送信波Tとして送信信号(例えば送信チャープ信号)を送信することができる。ここで、電子機器1を構成する各機能部のうちの少なくとも1つは、1つの筐体に収められてもよい。また、この場合、当該1つの筐体は、容易に開けることができない構造としてもよい。例えば送信アンテナ25、受信アンテナ31、増幅器24が1つの筐体に収められ、かつ、この筐体が容易に開けられない構造となっているとよい。さらに、ここで、センサ5が自動車のような移動体100に設置される場合、送信アンテナ25は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体100の外部に送信波Tを送信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ5のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で送信アンテナ25を覆うことにより、送信アンテナ25が外部との接触により破損したり不具合が発生したりするリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
 図2に示す電子機器1は、送信アンテナ25を2つ備える例を示している。しかしながら、一実施形態において、電子機器1は、任意の数の送信アンテナ25を備えてもよい。一方、一実施形態において、電子機器1は、送信アンテナ25から送信される送信波Tが所定方向にビームを形成するようにする場合、複数の送信アンテナ25を備えてよい。一実施形態において、電子機器1は、任意の複数の送信アンテナ25を備えてもよい。この場合、電子機器1は、複数の送信アンテナ25に対応させて、位相制御部23及び増幅器24もそれぞれ複数備えてよい。そして、複数の位相制御部23は、シンセサイザ22から供給されて複数の送信アンテナ25から送信される複数の送信波の位相を、それぞれ制御してよい。また、複数の増幅器24は、複数の送信アンテナ25から送信される複数の送信信号のパワーを、それぞれ増幅してよい。また、この場合、センサ5は、複数の送信アンテナを含んで構成してよい。このように、図2に示す電子機器1は、複数の送信アンテナ25を備える場合、当該複数の送信アンテナ25から送信波Tを送信するのに必要な機能部も、それぞれ複数含んで構成してよい。
 受信アンテナ31は、反射波Rを受信する。反射波Rは、送信波Tが所定の物体200に反射したものである。受信アンテナ31は、例えば受信アンテナ31A~受信アンテナ31Dのように、複数のアンテナを含んで構成してよい。受信アンテナ31は、既知のレーダ技術に用いられる受信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。受信アンテナ31は、LNA32に接続される。受信アンテナ31によって受信された反射波Rに基づく受信信号は、LNA32に供給される。
 一実施形態に係る電子機器1は、複数の受信アンテナ31から、例えばチャープ信号のような送信信号(送信チャープ信号)として送信された送信波Tが所定の物体200によって反射された反射波Rを受信することができる。このように、送信波Tとして送信チャープ信号を送信する場合、受信した反射波Rに基づく受信信号は、受信チャープ信号と記す。すなわち、電子機器1は、受信アンテナ31から反射波Rとして受信信号(例えば受信チャープ信号)を受信する。ここで、センサ5が自動車のような移動体100に設置される場合、受信アンテナ31は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体100の外部から反射波Rを受信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ5のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で受信アンテナ31を覆うことにより、受信アンテナ31が外部との接触により破損又は不具合が発生するリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
 また、受信アンテナ31が送信アンテナ25の近くに設置される場合、これらをまとめて1つのセンサ5に含めて構成してもよい。すなわち、1つのセンサ5には、例えば少なくとも1つの送信アンテナ25及び少なくとも1つの受信アンテナ31を含めてもよい。例えば、1つのセンサ5は、複数の送信アンテナ25及び複数の受信アンテナ31を含んでもよい。このような場合、例えば1つのレーダカバーのようなカバー部材で、1つのレーダセンサを覆うようにしてもよい。
 LNA32は、受信アンテナ31によって受信された反射波Rに基づく受信信号を低ノイズで増幅する。LNA32は、低雑音増幅器(Low Noise Amplifier)としてよく、受信アンテナ31から供給された受信信号を低雑音で増幅する。LNA32によって増幅された受信信号は、ミキサ33に供給される。
 ミキサ33は、LNA32から供給されるRF周波数の受信信号を、シンセサイザ22から供給される送信信号に混合する(掛け合わせる)ことにより、ビート信号を生成する。ミキサ33によって混合されたビート信号は、IF部34に供給される。
 IF部34は、ミキサ33から供給されるビート信号に周波数変換を行うことにより、ビート信号の周波数を中間周波数(IF(Intermediate Frequency)周波数)まで低下させる。IF部34によって周波数を低下させたビート信号は、AD変換部35に供給される。
 AD変換部35は、IF部34から供給されたアナログのビート信号をデジタル化する。AD変換部35は、任意のアナログ-デジタル変換回路(Analog to Digital Converter(ADC))で構成してよい。AD変換部35によってデジタル化されたビート信号は、制御部10の距離FFT処理部11に供給される。受信部30が複数の場合、複数のAD変換部35によってデジタル化されたそれぞれのビート信号は、距離FFT処理部11に供給されてよい。
 距離FFT処理部11は、AD変換部35から供給されたビート信号に基づいて、電子機器1を搭載した移動体100と、物体200との間の距離を推定する。距離FFT処理部11は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、距離FFT処理部11は、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform(FFT))処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。
 距離FFT処理部11は、AD変換部35によってデジタル化されたビート信号に対してFFT処理を行う(以下、適宜「距離FFT処理」と記す)。例えば、距離FFT処理部11は、AD変換部35から供給された複素信号にFFT処理を行ってよい。AD変換部35によってデジタル化されたビート信号は、信号強度(電力)の時間変化として表すことができる。距離FFT処理部11は、このようなビート信号にFFT処理を行うことにより、各周波数に対応する信号強度(電力)として表すことができる。距離FFT処理部11は、距離FFT処理によって得られた結果においてピークが所定の閾値以上である場合、そのピークに対応する距離に、所定の物体200があると判断してもよい。例えば、定誤差確率(CFAR(Constant False Alarm Rate))検出処理のように、外乱信号の平均電力又は振幅から閾値以上のピーク値が検出された場合、送信波を反射する物体(反射物体)が存在するものと判断する方法が知られている。
 このように、一実施形態に係る電子機器1は、送信波Tとして送信される送信信号、及び、反射波Rとして受信される受信信号に基づいて、送信波Tを反射する物体200を検出することができる。
 距離FFT処理部11は、1つのチャープ信号(例えば図3に示すc1)に基づいて、所定の物体との間の距離を推定することができる。すなわち、電子機器1は、距離FFT処理を行うことにより、図1に示した距離Lを測定(推定)することができる。ビート信号にFFT処理を行うことにより、所定の物体との間の距離を測定(推定)する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果(例えば距離の情報)は、速度FFT処理部12に供給されてよい。また、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果は、物体検出部14にも供給されてよい。
 速度FFT処理部12は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われたビート信号に基づいて、電子機器1を搭載した移動体100と、物体200との相対速度を推定する。速度FFT処理部12は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、速度FFT処理部12は、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform(FFT))処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。
 速度FFT処理部12は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われたビート信号に対してさらにFFT処理を行う(以下、適宜「速度FFT処理」と記す)。例えば、速度FFT処理部12は、距離FFT処理部11から供給された複素信号にFFT処理を行ってよい。速度FFT処理部12は、チャープ信号のサブフレーム(例えば図3に示すサブフレーム1)に基づいて、所定の物体との相対速度を推定することができる。上述のようにビート信号に距離FFT処理を行うと、複数のベクトルを生成することができる。これら複数のベクトルに対して速度FFT処理を行った結果におけるピークの位相を求めることにより、所定の物体との相対速度を推定することができる。すなわち、電子機器1は、速度FFT処理を行うことにより、図1に示した移動体100と所定の物体200との相対速度を測定(推定)することができる。距離FFT処理を行った結果に対して速度FFT処理を行うことにより、所定の物体との相対速度を測定(推定)する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果(例えば速度の情報)は、到来角推定部13に供給されてよい。また、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果は、物体検出部14にも供給されてよい。
 到来角推定部13は、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果に基づいて、所定の物体200から反射波Rが到来する方向を推定する。電子機器1は、複数の受信アンテナ31から反射波Rを受信することで、反射波Rが到来する方向を推定することができる。例えば、複数の受信アンテナ31は、所定の間隔で配置されているものとする。この場合、送信アンテナ25から送信された送信波Tが所定の物体200に反射されて反射波Rとなり、所定の間隔で配置された複数の受信アンテナ31はそれぞれ反射波Rを受信する。そして、到来角推定部13は、複数の受信アンテナ31がそれぞれ受信した反射波Rの位相、及びそれぞれの反射波Rの経路差に基づいて、反射波Rが受信アンテナ31に到来する方向を推定することができる。すなわち、電子機器1は、速度FFT処理が行われた結果に基づいて、図1に示した到来角θを測定(推定)することができる。
 速度FFT処理が行われた結果に基づいて、反射波Rが到来する方向を推定する技術は各種提案されている。例えば、既知の到来方向推定のアルゴリズムとしては、MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)、及びESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique)などが知られている。したがって、公知の技術についてのより詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。到来角推定部13によって推定された到来角θの情報(角度情報)は、物体検出部14に供給されてよい。
 物体検出部14は、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、及び到来角推定部13の少なくともいずれかから供給される情報に基づいて、送信波Tが送信された範囲に存在する物体を検出する。物体検出部14は、供給された距離の情報、速度の情報、及び角度情報に基づいて例えばクラスタリング処理を行うことにより、物体検出を行ってもよい。データをクラスタリングする際に用いるアルゴリズムとして、例えばDBSCAN(Density-based spatial clustering of applications with noise)などが知られている。クラスタリング処理においては、例えば検出される物体を構成するポイントの平均電力を算出してもよい。物体検出部14において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報は、検出範囲決定部15に供給されてよい。また、物体検出部14において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報は、ECU50に供給されてもよい。この場合、移動体100が自動車である場合、例えばCAN(Controller Area Network)のような通信インタフェースを用いて通信を行ってもよい。
 検出範囲決定部15は、送信信号及び受信信号によって送信波Tを反射する物体を検出する範囲(以下、「物体検出範囲」とも記す)を決定する。ここで、検出範囲決定部15は、例えば電子機器1が搭載された移動体100の運転者などによる操作に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。例えば、検出範囲決定部15は、移動体100の運転者などによって駐車支援ボタンが操作された場合、駐車支援に適切な複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、検出範囲決定部15は、例えばECU50からの指示に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。例えば、移動体100が後進しようとしているとECU50によって判定された場合、検出範囲決定部15は、ECU50からの指示に基づいて、移動体100が後進する際に適切な複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、検出範囲決定部15は、例えば移動体100におけるステアリング、アクセル、又はギアなどの操作状態の変化に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、検出範囲決定部15は、物体検出部14によって物体を検出した結果に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、検出範囲決定部15は、移動体100の周囲環境、例えば天候、人が密集しているか否かを示す混雑度、夜間か否かなどを含む時間帯等に基づいて、物体検出範囲を決定してもよい。
 パラメータ設定部16は、送信波Tを反射波Rとして反射する物体を検出する送信信号及び受信信号を規定する各種のパラメータを設定する。すなわち、パラメータ設定部16は、送信アンテナ25から送信波Tを送信するための各種のパラメータ、及び受信アンテナ31から反射波Rを受信するための各種のパラメータを設定する。パラメータ設定部16は、チャープ信号の、スロープという時間に対する周波数の変化の値、及び/又は、サンプリングレートを設定するとしてよい。すなわち、パラメータ設定部16が設定するスロープにより、レーダの距離範囲が変わる。また、パラメータ設定部16が設定するサンプリングレートにより、距離精度(距離分解能)が変わる。また、パラメータ設定部16の設定により、近距離3次元センシングモードと2次元ビームフォーミングモードを切り替えることもできる。近距離3次元センシングモードは垂直方向に半波長離れたアンテナを切り替えることで、3次元のセンシングを可能にする。2次元ビームフォーミングモードは高速度検出が可能である。2次元ビームフォーミングモードは、ビームフォーミングを行うことで長距距離に飛ばすことができる。2次元ビームフォーミングモードは、ビームを絞ることで、周辺の余分な干渉を減らすことが可能である。また、パラメータ設定部16は、チャープ信号の出力、位相、振幅、周波数、周波数範囲などを制御するとしてもよい。
 特に、一実施形態において、パラメータ設定部16は、上述の物体検出範囲において物体の検出を行うために、送信波Tの送信及び反射波Rの受信に係る各種のパラメータを設定してよい。例えば、パラメータ設定部16は、反射波Rを受信して物体検出範囲における物体を検出するために、反射波Rを受信したい範囲などを規定してもよい。また、例えば、パラメータ設定部16は、複数の送信アンテナ25から送信波Tを送信して物体検出範囲における物体を検出するために、送信波Tのビームを向けたい範囲などを規定してもよい。その他、パラメータ設定部16は、送信波Tの送信及び反射波Rの受信を行うための種々のパラメータを設定してよい。
 パラメータ設定部16によって設定された各種のパラメータは、信号生成部21に供給されてよい。これにより、信号生成部21は、パラメータ設定部16によって設定された各種のパラメータに基づいて、送信波Tとして送信される送信信号を生成することができる。パラメータ設定部16によって設定された各種のパラメータは、物体検出部14に供給されてもよい。これにより、物体検出部14は、パラメータ設定部16によって設定された各種のパラメータに基づいて決定される物体検出範囲において、物体を検出する処理を行うことができる。
 一実施形態に係る電子機器1が備えるECU50は、移動体100を構成する各機能部の制御をはじめとして、移動体100全体の動作の制御を行うことができる。ECU50は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばCPU(Central Processing Unit)のような、少なくとも1つのプロセッサを含んでよい。ECU50は、まとめて1つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、IC(Integrated Circuit)ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、ECU50は、例えばCPU及び当該CPUで実行されるプログラムとして構成してよい。ECU50は、ECU50の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。また、制御部10の機能の少なくとも一部がECU50の機能とされてもよいし、ECU50の機能の少なくとも一部が制御部10の機能とされてもよい。
 図2に示す電子機器1は、2つの送信アンテナ25及び4つの受信アンテナ31を備えている。しかしながら、一実施形態に係る電子機器1は、任意の数の送信アンテナ25及び任意の数の受信アンテナ31を備えてもよい。例えば、2つの送信アンテナ25及び4つの受信アンテナ31を備えることにより、電子機器1は、仮想的に8本のアンテナにより構成される仮想アンテナアレイを備えるものと考えることができる。このように、電子機器1は、例えば仮想8本のアンテナを用いることにより、図3に示す16のサブフレームの反射波Rを受信してもよい。
 次に、一実施形態に係る電子機器1の動作について説明する。
 近年、自動車のような車両などの周辺に存在する障害物などを検出可能なセンサには、例えば、ミリ波レーダ、LiDAR(Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging)、又は超音波センサなど、各種のものが存在する。これらのセンサの中で、障害物を検出する精度及び信頼度、並びにコストなどの観点から、ミリ波方式のレーダが採用されることが多い。
 ミリ波レーダを使用して車両周辺の障害物等を検出する技術として、例えば、死角検知(BSD:Blind Spot Detection)、後退中又は出庫時の横方向検知(CTA:Cross traffic alert)、フリースペース検知(FSD:Free space detection)などがある。これらの検知においては、ミリ波レーダのアンテナの物理的な形状に依存する電波放射範囲を予め設定して、物体検出範囲を決定するのが一般的である。すなわち、各レーダのそれぞれにおいて、それぞれの用途又は機能などに応じて、ミリ波レーダのアンテナの物理的な形状は予め決まっており、物体検出範囲も予め規定されている仕様が一般的である。このため、複数の異なるレーダの機能を実現するためには、複数の異なるレーダセンサが必要になる。
 しかしながら、用途又は機能に応じて複数のレーダセンサをそれぞれ用意するのでは、コストの観点から不利である。また、例えば、アンテナの物理的形状が予め決まっていて放射範囲も決まっていると、そのアンテナの用途及び機能を変更することは困難である。また、例えば、アンテナの物理的形状及び放射範囲が決まっていて、放射範囲内の対象物全てを検出する場合、処理する情報量が増大する。この場合、不必要な物体も対象物として誤検出してしまう可能性があるため、検出の信頼度が低下し得る。また、例えば、アンテナの物理的形状及び放射範囲が決まっていて、センサの取り付け数を増やすと、車両(主にハーネス)の重量が増大するため燃費が低下したり、消費電力が増大するため燃費が低下したりし得る。さらに、複数のレーダセンサを用いて検出を行うと、センサ同士の間で遅延が発生し得るため、このような検出に基づいて自動運転又は運転アシストなどを行うと、処理に時間がかかり得る。これは、レーダの更新レートよりCANの処理速度が遅く、さらにフィードバックにも時間を要するためである。また、物体検出範囲の異なる複数のセンサを用いて検出を行うと、制御が煩雑になり得る。
 したがって、一実施形態に係る電子機器1は、1つのレーダセンサを複数の機能又は用途で使用可能にする。また、一実施形態に係る電子機器1は、1つのレーダセンサによって複数の機能又は用途をあたかも同時に実現するかのような動作を可能にする。
 図4は、一実施形態に係る電子機器1の動作を説明する図である。
 図4に示す移動体100は、一実施形態に係る電子機器1を搭載しているものとする。また、図4に示すように、移動体100には、右側後方に少なくとも1つのセンサ5が設置されているものとする。また、図4に示すように、センサ5は、移動体100に搭載されたECU50に接続されている。図4に示す移動体100には、右側後方以外の場所にも、右側後方に設置されたセンサ5と同様に動作するセンサ5が設置されていてもよい。以下の説明においては、右側後方に設置された1つのセンサ5のみ説明し、他のセンサについては説明を省略する。また、以下の説明において、電子機器1を構成する各機能部の制御は、制御部10、位相制御部23、及びECU50の少なくともいずれかによって制御することができるものとする。図4に示す移動体100には、左側後方、後部中央、左又は右の側面、右側前方、左側前方、前方中央など、右側後方以外のその他適宜な場所に、右側後方に設置されたセンサ5と同様に動作するセンサ5が設置されていてもよい。
 図4に示すように、一実施形態に係る電子機器1は、複数の検出範囲のいずれかを選択して物体を検出することができる。また、一実施形態に係る電子機器1は、複数の検出範囲のいずれかに切り替えて物体を検出することができる。図4においては、一実施形態に係る電子機器1のセンサ5が送信する送信信号及び電子機器1のセンサ5が受信する受信信号によって物体を検出する範囲の一例を表している。一実施形態に係る電子機器1のセンサ5が送信する送信信号及び電子機器1のセンサ5が受信する受信信号によって物体を検出する範囲は、図4に示される範囲に限定されるものではなく、その他適宜な範囲であるとしてもよい。
 例えば、一実施形態に係る電子機器1は、例えば駐車支援(PA:Parking Assist)の用途又は機能で使用する場合、図4に示す(1)の範囲を物体検出範囲として、物体検出を行うことができる。図4に示す物体検出範囲(1)は、例えば駐車支援(PA)のために専用に設計されたレーダの物体検出範囲と同一又は類似の範囲としてよい。また、例えば、一実施形態に係る電子機器1は、例えばフリースペース検知(FSD:Free Space Detection)の用途又は機能で使用する場合、図4に示す(2)の範囲を物体検出範囲として、物体検出を行うことができる。図4に示す物体検出範囲(2)は、例えばフリースペース検知(FSD)のために専用に設計されたレーダの物体検出範囲と同一又は類似の範囲としてよい。
 また、例えば、一実施形態に係る電子機器1は、例えば出庫時衝突検知(CTA:Cross Traffic Alert)の用途又は機能で使用する場合、図4に示す(3)の範囲を物体検出範囲として、物体検出を行うことができる。図4に示す物体検出範囲(3)は、例えば出庫時衝突検知(CTA)のために専用に設計されたレーダの物体検出範囲と同一又は類似の範囲としてよい。また、例えば、一実施形態に係る電子機器1は、例えば死角検知(BSD:Blind-Spot Detection)の用途又は機能で使用する場合、図4に示す(4)の範囲を物体検出範囲として、物体検出を行うことができる。図4に示す物体検出範囲(4)は、例えば死角検知(BSD)のために専用に設計されたレーダの物体検出範囲と同一又は類似の範囲としてよい。
 さらに、一実施形態に係る電子機器1は、例えば図4に示す物体検出範囲(1)から(4)までのうち複数の範囲を、任意に切り替えて物体を検出することができる。この場合に切り替えられる複数の範囲は、上述したように、例えば移動体100の運転者などの操作に基づいて決定されてもよいし、制御部10又はECU50などの指示に基づいて決定されてもよい。
 このように、一実施形態に係る電子機器1において、物体検出範囲(1)から(4)までうちいずれか複数の範囲によって物体検出を行う場合、検出範囲決定部15が、任意の情報に基づいて、いずれか複数の物体検出範囲を決定してよい。また、検出範囲決定部15によって複数の物体検出範囲が決定されると、パラメータ設定部16は、決定された複数の物体検出範囲において送信信号の送信及び受信信号の受信を行うための各種のパラメータを設定する。パラメータ設定部16が設定する各種のパラメータは、例えば、記憶部40に記憶しておいてよい。パラメータ設定部16が設定するパラメータとして、送信波の送信波の送信タイミング、送信波の周波数範囲、送信波周波数の時間に対する変化率、送信波の周期、送信波同士の送信タイミングの時間間隔、送信波の位相、送信波の振幅、送信波の強度、送信波を送信するアンテナを選択するための情報、送信波の送信タイミング、及び受信波を受信するアンテナを選択するための情報などのうちの任意のものが含まれるとしてよい。
 このようなパラメータは、電子機器1による物体検出を行う前に、例えばテスト環境における実測等に基づいて定められてもよい。また、このようなパラメータが記憶部40に記憶されていない場合、過去の測定データなどのような所定のデータに基づいて、パラメータ設定部16が適宜推定するパラメータとしてもよい。また、このようなパラメータが記憶部40に記憶されていない場合、パラメータ設定部16は、例えば外部とネットワーク接続することにより、適当なパラメータを取得してもよい。
 このように、一実施形態において、制御部10は、送信波Tとして送信される送信信号及び反射波Rとして受信される受信信号に基づいて、送信波Tを反射する物体を検出する。また、一実施形態において、制御部10は、送信信号及び受信信号による複数の物体検出範囲(例えば図4の物体検出範囲(1)から(4)まで)を可変にする。本開示において、可変にするとは、変更する、又は変更可能にするという意味を含むとしてよい。
 さらに、一実施形態において、制御部10は、複数の物体検出範囲を切り替え可能にしてよい。例えば、制御部10は、物体検出範囲(3)において物体検出を行っていたところ、物体検出を行う範囲を物体検出範囲(3)から物体検出範囲(2)に切り替えてもよい。また、一実施形態において、制御部10は、物体を検出する目的(例えば駐車支援(PA)及び死角検知(BSD)などのような)に応じて、複数の物体検出範囲を可変にしてもよい。また、一実施形態において、制御部10は、後述のように、複数の物体検出範囲を微小時間の経過に伴って可変にしてよい。このような制御については、さらに後述する。この物体を検出する目的は、ユーザにより設定されるとしてもよいし、制御部10が、ユーザの動作、ユーザの状態、外部からの指示、周囲の環境及び移動速度若しくはこれらの組み合わせ又はその他の要素に基づいて設定するとしてもよいし、適宜の他の方法により設定されるとしてもよい。
 また、一実施形態において、制御部10は、物体の検出結果に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。例えば、物体検出によってすでに所定の物体が検出されている場合、制御部10は、その検出された物体の位置に応じて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。また、一実施形態において、制御部10は、複数の物体検出範囲のいずれかにおける送信信号及び受信信号のみを処理してもよい。
 このように、一実施形態に係る電子機器1は、例えばミリ波レーダなどによる物体検出において、検出範囲の切り出し(設定及び/又は切り替え)を行うことができる。よって、一実施形態に係る電子機器1によれば、複数の物体検出範囲において物体を検出したい状況に柔軟に対応することができる。また、一実施形態に係る電子機器1は、物体の検出範囲を予め広く設定しておいて、電子機器1によって検出される距離及び/又は角度などの情報に基づいて、検出の必要な範囲のみの情報を切り出すことができる。よって、一実施形態に係る電子機器1によれば、必要な検出範囲の情報を、処理負荷を増加させずに処理することができる。したがって、一実施形態に係る電子機器1によれば、物体検出の利便性を向上させることができる。
 一実施形態に係る電子機器1は、図4に示したように、送信信号及び受信信号による物体検出範囲を可変にするが、さらに当該物体検出範囲に送信波Tのビームを向けるようにしてもよい。これにより、所望の切り出し範囲における物体の検出を高精度で行うことができる。
 例えば、一実施形態に係る電子機器1は、上述のように、死角検知(BSD)の用途又は機能として、図4に示す複数の検出範囲のうち物体検出範囲(4)を選択して物体検出を行うことができる。一実施形態に係る電子機器1は、さらに、物体検出範囲(4)の方向に向けて、複数の送信アンテナ25から送信する送信波Tのビームを形成(ビームフォーミング)してよい。例えば遠方の物体検出を行う場合、その方向に複数の送信アンテナ25から送信する送信波のビームによってビームフォーミングを行うことで、物体検出範囲を高精度にカバーすることができる。
 図5及び図6は、一実施形態に係る電子機器における送信アンテナ及び受信アンテナの配置の例を示す図である。図5及び図6に示されるX軸、Y軸、Z軸の方向は、図1に示されるX軸、Y軸、Z軸の方向と同様であるとしてよい。
 一実施形態に係る電子機器1のセンサ5は、図5に示すように、例えば2つの送信アンテナ25A及び25A’を備えてよい。また、一実施形態に係る電子機器1のセンサ5は、図5に示すように、4つの受信アンテナ31A、31B、31C、及び31Dを備えてよい。
 4つの受信アンテナ31A、31B、31C、及び31Dは、それぞれ水平方向(X軸方向)に、送信波Tの波長をλとして、間隔λ/2だけ離間して配置されている。このように、複数の受信アンテナ31を水平方向に並べて配置して、送信波Tを複数の受信アンテナ31によって受信することで、電子機器1は、反射波Rが到来する方向を推定することができる。ここで、送信波Tの波長λは、送信波Tの周波数帯域を例えば77GHzから81GHzまでとする場合、その中心周波数79GHzの送信波Tの波長としてもよい。
 また、2つの送信アンテナ25A及び25A’は、それぞれ垂直方向(Z軸方向)に、送信波Tの波長をλとして、間隔λ/2だけ離間して配置されている。このように、複数の送信アンテナ25を垂直方向に並べて配置して、送信波Tを複数の送信アンテナ25によって送信することで、電子機器1は、送信波Tのビームの向きを、垂直方向に変化させることができる。
 また、一実施形態に係る電子機器1のセンサ5は、図6に示すように、例えば4つの送信アンテナ25A、25A’、25B、及び25B’を備えてもよい。
 ここで、2つの送信アンテナ25A及び25Bは、図6に示すように、それぞれ水平方向(X軸方向)に、送信波Tの波長をλとして、間隔λ/2だけ離間して配置されている。また、2つの送信アンテナ25A’及び25B’も、図6に示すように、それぞれ水平方向(X軸方向)に、送信波Tの波長をλとして、間隔λ/2だけ離間して配置されている。このように、複数の送信アンテナ25を水平方向に並べて配置して、送信波Tを複数の送信アンテナ25によって送信することで、電子機器1は、送信波Tのビームの向きを、水平方向にも変化させることができる。
 一方、図6に示すように、2つの送信アンテナ25A及び25A’は、それぞれ垂直方向(Z軸方向)に、送信波Tの波長をλとして、間隔λ/2だけ離間して配置されている。また、図6に示すように、2つの送信アンテナ25B及び25B’も、それぞれ垂直方向(Z軸方向)に、送信波Tの波長をλとして、間隔λ/2だけ離間して配置されている。このように、図6に示す配置においても、複数の送信アンテナ25を垂直方向に並べて配置して、送信波Tを複数の送信アンテナ25によって送信することで、電子機器1は、送信波Tのビームの向きを、垂直方向に変化させることができる。
 一実施形態に係る電子機器1において、複数の送信アンテナ25から送信する送信波Tのビームフォーミングを行う場合、複数の送信波Tが送信される際の経路差に基づいて、それぞれの送信波Tの位相が所定の方向において揃うようにしてよい。一実施形態に係る電子機器1において、それぞれの送信波Tの位相が所定の方向において揃うようにするために、例えば位相制御部23は、複数の送信アンテナ25から送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御してもよい。
 複数の送信波Tの位相が所定の方向において揃うようにするために制御する位相の量は、当該所定の方向に対応させて、記憶部40に記憶しておいてよい。すなわち、ビームフォーミングを行う際のビームの向きと、位相の量との関係は、記憶部40に記憶しておいてよい。
 このような関係は、電子機器1による物体検出を行う前に、例えばテスト環境における実測等に基づいて定められてもよい。また、このような関係が記憶部40に記憶されていない場合、過去の測定データなどのような所定のデータに基づいて、位相制御部23が適宜推定する関係としてもよい。また、このような関係が記憶部40に記憶されていない場合、位相制御部23は、例えば外部とネットワーク接続することにより、適当な関係を取得してもよい。
 一実施形態に係る電子機器1において、複数の送信アンテナ25から送信する送信波Tのビームフォーミングを行うための制御は、制御部10及び位相制御部23の少なくとも一方が行ってよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、少なくとも位相制御部23を含む機能部を、送信制御部とも記す。
 このように、一実施形態に係る電子機器1において、送信アンテナ25は、複数の送信アンテナを含んでもよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、受信アンテナ31も、複数の受信アンテナを含んでもよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、送信制御部(例えば位相制御部23)は、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tが所定方向にビームを形成(ビームフォーミング)するように制御してもよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、送信制御部(例えば位相制御部23)は、物体を検出する範囲の方向にビームを形成してもよい。
 また、一実施形態に係る電子機器1において、上述のように、送信アンテナ25は垂直方向成分を含んで配置された複数の送信アンテナ25を含んでよい。この場合、一実施形態に係る電子機器1において、位相制御部23(送信制御部)は、ビームの方向を、物体検出範囲の方向に、垂直方向成分を含んで変化させてもよい。
 さらに、一実施形態に係る電子機器1において、上述のように、送信アンテナ25は水平方向成分を含んで配置された複数の送信アンテナ25を含んでもよい。この場合、一実施形態に係る電子機器1において、位相制御部23(送信制御部)は、ビームの方向を、物体検出範囲の方向に、水平方向成分を含んで変化させてもよい。
 また、一実施形態に係る電子機器1において、送信制御部(例えば位相制御部23)は、物体を検出する範囲の少なくとも一部をカバーする方向にビームを形成してもよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、送信制御部(例えば位相制御部23)は、複数の送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波Tの位相が所定の方向において揃うように、複数の送信波の少なくとも1つの位相を制御してもよい。
 一実施形態に係る電子機器1によれば、複数の送信アンテナ25から出力される広周波数の帯域信号(例えばFMCW信号)の周波数情報に基づいて位相の補償値を算出し、複数の送信アンテナのそれぞれに周波数依存の位相補償を実施することができる。これにより、送信信号の取り得る全周波数帯域において、特定の方向に対してビームフォーミングを高精度に行うことができる。
 このようなビームフォーミングによれば、物体の検出が必要な特定の方向において、物体を検出可能な距離を拡大することができる。また、上述のようなビームフォーミングによれば、不要な方向からの反射信号を低減することができる。このため、距離・角度を検出する精度を向上させることができる。
 図7は、一実施形態に係る電子機器1によって実現されるレーダの検出距離の種別を説明する図である。
 一実施形態に係る電子機器1は、上述のように、物体検出範囲の切り出し及び/又は送信波のビームフォーミングを行うことができる。このような、物体検出範囲の切り出し及び送信波のビームフォーミングの少なくとも一方を採用することで、送信信号及び受信信号によって物体を検出可能な距離の範囲を規定することができる。
 図7に示すように、一実施形態に係る電子機器1は、例えばr1の範囲で物体検出を行うことができる。図7に示す範囲r1は、例えば超短距離レーダ(USRR:Ultra short range radar)によって物体検出を行うことができる範囲としてよい。また、図7に示すように、一実施形態に係る電子機器1は、例えばr2の範囲で物体検出を行うことができる。図7に示す範囲r2は、例えば短距離レーダ(SRR:Short range radar)によって物体検出を行うことができる範囲としてよい。さらに、図7に示すように、一実施形態に係る電子機器1は、例えばr3の範囲で物体検出を行うことができる。図7に示す範囲r3は、例えば中距離レーダ(MRR:Mid range radar)によって物体検出を行うことができる範囲としてよい。上述のように、一実施形態に係る電子機器1は、例えば範囲r1、範囲r2、及び範囲r3のいずれかの範囲を適宜切り替えて物体検出を行うことができる。このように検出距離の異なるレーダは、検出距離が長くなればなるほど、距離の測定精度が低くなる傾向にある。
 このように、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、送信信号及び受信信号によって物体を検出する距離の範囲を、複数の物体検出範囲のいずれかに応じて設定してもよい。
 次に、一実施形態に係る電子機器1において、送信波Tのフレーム等ごとに複数の物体検出範囲のいずれかを設定する態様について説明する。
 一実施形態に係る電子機器1は、物体検出範囲の切り出しを行うための各種設定を規定したパラメータを、例えば記憶部40に記憶してよい。また、一実施形態に係る電子機器1は、物体検出範囲に向けたビームフォーミングを行うための各種設定を規定したパラメータも、例えば記憶部40に記憶してよい。さらに、一実施形態に係る電子機器1は、図7に示したようなレーダによる検出距離の種別を実現するための各種設定を規定したパラメータも、例えば記憶部40に記憶してよい。
 一実施形態に係る電子機器1は、例えば送信波Tのフレームのような微小な時間区間ごとに、複数の種別のレーダの機能を実現するための動作を設定する(割り当てる)。例えば、以下、3つの種別のレーダについて、例えば送信波Tのフレームのような微小な時間区間ごとに、異なるレーダの機能を実現するための動作の設定について説明する。
 以下、3つの種別のレーダを、それぞれ、便宜的に「レーダ1」、「レーダ2」、及び「レーダ3」とする。これらの「レーダ1」、「レーダ2」、及び「レーダ3」は、異なるレーダとしての機能を実現するための動作を規定したパラメータにより区別される。すなわち、「レーダ1」、「レーダ2」、及び「レーダ3」は、それぞれ物体検出範囲が異なるレーダとしてもよい。これらの種別が異なるレーダは、例えば異なるパラメータによって規定されてよい。また、「レーダ1」、「レーダ2」、及び「レーダ3」は、それぞれにおいて行われるビームフォーミングの有無、及びビームフォーミングが行われる場合の方向が異なるレーダとしてもよい。これらの種別が異なるレーダも、例えば異なるパラメータによって規定されてよい。さらに、「レーダ1」、「レーダ2」、及び「レーダ3」は、それぞれにおいて図7に示したようなレーダによる検出距離の種別が異なるレーダとしてもよい。これらの種別が異なるレーダも、例えば異なるパラメータによって規定されてよい。
 図8から図10は、異なる種別のレーダの機能を、送信波Tのフレーム等ごとに設定した(割り当てた)様子を表す図である。
 図8は、図3と同様に、送信波Tのフレームを表す図である。図8に示す例においては、送信波Tのフレーム1からフレーム6までを示してあるが、これ以降のフレームも続くものとしてよい。また、図8に示す各フレームは、図3に示したフレーム1と同様に、例えば16個のサブフレームを含んでよい。また、この場合、これらのサブフレームのそれぞれは、図3に示した各サブフレームと同様に、例えば8つのチャープ信号を含んでよい。
 一実施形態に係る電子機器1は、例えば図8に示すように、送信波Tの少なくとも1以上のフレームごとに、異なるレーダの機能を設定して(割り当てて)よい。例えば、一実施形態に係る電子機器1は、例えば送信波Tのフレームごとに、複数の物体検出範囲のいずれかを設定してよい。例えば、一実施形態に係る電子機器1は、例えばそれぞれが1以上のフレームからなる送信波Tのフレームごとに、複数の物体検出範囲のいずれかを設定してよい。このように、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、複数の物体検出範囲のいずれかを、送信波Tのフレームごとに設定してよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、複数の物体検出範囲のいずれかを、送信波Tのフレームごとに切り替えて、送信信号の送信及び受信信号の受信を行ってもよい。図8に示す例においては、送信波Tのフレーム1にはレーダ1の機能が設定され、送信波Tのフレーム2にはレーダ2の機能が設定され、送信波Tのフレーム3にはレーダ3の機能が設定され、以降も同様の機能が繰り返し設定されている。一実施形態において、送信波Tの各フレームは、例えば数10マイクロ秒などのオーダとしてよい。このため、一実施形態に係る電子機器1は、非常に短い時間ごとに異なるレーダとして機能する。したがって、一実施形態に係る電子機器1は、1つのレーダセンサによって複数の機能又は用途をあたかも同時に実現するかのように動作する。一実施形態に係る電子機器1は、送信波Tのフレームごとにレーダの機能を設定する場合に、各送信波Tのフレームごとのレーダの機能の一部若しくは全部が、同じ機能であってもよい。本開示において、送信波Tの各フレームに設定されるレーダの機能は図8に示されるパターンに限定されるものではなく、適宜なパターンであるとしてよい。
 図9は、図3と同様に、送信波Tのフレームに含まれるサブフレームを表す図である。図9に示す例においては、送信波Tのサブフレーム1からサブフレーム6までを示してあるが、これ以降のサブフレームも続くものとしてよい。また、図9に示すサブフレーム1からサブフレーム6までは、図3に示したフレーム1に含まれる16個のサブフレームの一部をなすものとしてよい。また、図9に示す各サブフレームのそれぞれは、図3に示した各サブフレームと同様に、それぞれ例えば8つのチャープ信号を含んでよい。
 一実施形態に係る電子機器1は、例えば図9に示すように、送信波Tのサブフレームごとに、異なるレーダの機能を設定して(割り当てて)よい。例えば、一実施形態に係る電子機器1は、例えば送信波Tのサブフレームごとに、複数の物体検出範囲のいずれかを設定してよい。このように、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、送信信号及び受信信号による複数の物体検出範囲のいずれかを、送信波Tのフレームを構成する部分(例えばサブフレーム)ごとに設定してもよい。図9に示す例においては、送信波Tのサブフレーム1にはレーダ1の機能が設定され、送信波Tのサブフレーム2にはレーダ2の機能が設定され、送信波Tのサブフレーム3にはレーダ3の機能が設定され、以降も同様の機能が繰り返し設定されている。一実施形態において、送信波Tの各サブフレームは、例えば1フレームの時間よりも短いものとしてよい。このため、一実施形態に係る電子機器1は、より短い時間ごとに異なるレーダとして機能する。したがって、一実施形態に係る電子機器1は、1つのレーダセンサによって複数の機能又は用途をあたかも同時に実現するかのように動作する。一実施形態に係る電子機器1は、送信波Tのサブフレームごとにレーダの機能を設定する場合に、各送信波Tのサブフレームごとのレーダの機能の一部若しくは全部が、同じ機能であってもよい。本開示において、送信波Tの各サブフレームに設定されるレーダの機能は図9に示されるパターンに限定されるものではなく、適宜なパターンであるとしてよい。
 図10は、図3と同様に、送信波Tのサブフレームに含まれるチャープ信号を表す図である。図10に示す例においては、送信波Tのサブフレーム1からサブフレーム2の途中までを示してあるが、サブフレーム1の後のサブフレームも、サブフレーム1と同様に続くものとしてよい。また、図10に示すサブフレーム1は、図3に示したサブフレーム1と同様に、8つのチャープ信号を含んでよい。また、図10に示す各チャープ信号のそれぞれは、図3に示した各サブフレームに含まれる8つのチャープ信号のそれぞれと同じものとしてよい。
 一実施形態に係る電子機器1は、例えば図10に示すように、送信波Tのサブフレームに含まれる少なくとも1以上のチャープ信号ごとに、異なるレーダの機能を設定して(割り当てて)よい。例えば、一実施形態に係る電子機器1は、例えば送信波Tのチャープ信号ごとに、複数の物体検出範囲のいずれかを設定してよい。例えば、一実施形態に係る電子機器1は、例えばそれぞれ1以上の任意の個数からなる送信波Tのチャープ信号ごとに、複数の物体検出範囲のいずれかを設定してよい。このように、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、送信信号及び受信信号による複数の物体検出範囲のいずれかを、送信波Tのフレームを構成するチャープ信号ごとに設定してもよい。図10に示す例においては、送信波Tのチャープ信号c1にはレーダ1の機能が設定され、送信波Tのチャープ信号c2にはレーダ2の機能が設定され、送信波Tのチャープ信号c3にはレーダ3の機能が設定され、以降も同様の機能が繰り返し設定されている。一実施形態において、送信波Tの各チャープ信号は、例えば1サブフレームの時間よりも短いものとしてよい。このため、一実施形態に係る電子機器1は、より短い時間ごとに異なるレーダとして機能する。したがって、一実施形態に係る電子機器1は、1つのレーダセンサによって複数の機能又は用途をあたかも同時に実現するかのように動作する。一実施形態に係る電子機器1は、送信波Tのチャープ信号ごとにレーダの機能を設定する場合に、各送信波Tのチャープ信号ごとのレーダの機能の一部若しくは全部が同じ機能であってもよい。本開示において、送信波Tのチャープ信号に設定されるレーダの機能は図10に示されるパターンに限定されるものではなく、適宜なパターンであるとしてよい。また、図8、図9、図10の説明では、各フレーム、サブフレーム、チャープ信号に設定されるレーダ機能として、レーダ機能1、レーダ機能2、レーダ機能3としたが、本開示において、各フレーム、サブフレーム、チャープ信号に設定されるレーダ機能の数及び/又は種類はこれらに限定されるものではなく任意のものでよい。例えば、本開示において、各フレーム、サブフレーム、チャープ信号に設定されるレーダ機能の数は、2つ、又は4つ以上でもよい。本開示において、各フレーム、サブフレーム、チャープ信号に設定されるレーダ機能の種類は、PA、FSD、BSD、CTA、Rear-CTAなどを実現するためのレーダ機能が設定されるとしてもよい。
 以上説明したように、一実施形態に係る電子機器1によれば、様々な用途又は機能に応じて、検出範囲の切り出しと、その切り出した検出範囲の方向に向けたビームフォーミングとを行うことができる。また、一実施形態に係る電子機器1によれば、検出範囲の切り出し及び切り出した検出範囲の方向に向けたビームフォーミングを、任意に切り替えることができる。したがって、1つのレーダセンサを複数の用途又は機能に例えば動的に切り替えて用いることができる。したがって、一実施形態に係る電子機器1によれば、物体検出の利便性を向上させることができる。また、一実施形態に係る電子機器1によれば、高精度な物体検出が可能になるのみならず、コストの観点から極めて有利である。
 また、一実施形態に係る電子機器1によれば、複数の送信アンテナから送信される送信波のビームの向きを適宜変化させたり、物体検出範囲を切り替えたりすることにより、1つのセンサの用途及び機能を変更することができる。つまり、一実施形態に係る電子機器1によれば、複数の送信アンテナから送信される送信波のビームの向きを適宜変化させたり、物体検出範囲を切り替えたりすることにより、物体を検知する目的に応じて、1つのセンサの用途及び機能を変更することができる。また、一実施形態に係る電子機器1によれば、送信波Tを送信する範囲内の特定部分のみを検出することができるため、処理する情報量が増大することは抑制される。また、一実施形態に係る電子機器1によれば、不必要な物体も対象物として誤検出してしまう可能性も低減するため、検出の信頼度は向上し得る。
 また、一実施形態に係る電子機器1によれば、1つのセンサ5をあたかも複数のセンサとして物体検出し得る。このため、一実施形態に係る電子機器1によれば、車両(特にハーネス)の重量が増大することもない。したがって、一実施形態に係る電子機器1によれば、センサ5を増やすことによって燃費が低下したり、消費電力が増大するため燃費が低下したりすることも回避し得る。
 また、一実施形態に係る電子機器1によれば、複数のレーダセンサの機能を1つに集約することができる。したがって、複数のセンサ同士の間で発生し得るような遅延も回避し得る。よって、自動運転又は運転アシストなどを行う際に、処理に時間がかかり得るという不都合も回避され得る。さらに、一実施形態に係る電子機器1によれば、物体検出範囲の異なる複数のセンサを用いて検出を行う場合のように、制御が煩雑になり得ることも回避される。
 従来、複数の物体検出範囲において物体検出を行う場合、それぞれ固有の物体検出範囲を有する複数のセンサを用いることで検出を行うことができた。しかしながら、従来、1つのセンサを用いて、例えば近距離において精度よく物体検出を行いつつ、遠方における物体も同時に検出するのは困難であった。
 これに対し、一実施形態に係る電子機器1によれば、1つのセンサによって、複数の物体検出範囲において物体検出を行うことができる。また、一実施形態に係る電子機器1によれば、複数の物体検出範囲においてあたかも同時に物体検出を行うかのように動作させることができる。
 図11は、一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。以下、一実施形態に係る電子機器の動作の流れを説明する。
 図11に示す動作は、例えば移動体100に搭載された電子機器1によって、移動体100の周囲に存在する物体を検出する際に開始してよい。
 図11に示す動作が開始すると、制御部10の検出範囲決定部15は、切り替えて使用する複数の物体検出範囲を決定する(ステップS1)。例えば、ステップS1において、検出範囲決定部15は、図4に示した物体検出範囲(1)から(4)までのうちの複数の範囲を、物体検出範囲として決定してよい。ステップS1において、検出範囲決定部15は、例えば移動体100の運転者などの操作に基づいて複数の物体検出範囲を決定してもよいし、例えば制御部10又はECU50などの指示に基づいて複数の物体検出範囲を決定してもよい。
 また、ステップS1に示す動作は、図11に示す動作の開始後に初めて行う動作ではなく、図11に示す動作が既に以前に行われた後で再び開始されたものとしてよい。再び行われたステップS1の時点で物体検出部14によって既に物体を検出した結果が存在する場合、検出範囲決定部15は、検出された物体の位置に基づいて、複数の物体検出範囲を決定してもよい。
 ステップS1において複数の物体検出範囲が決定されたら、パラメータ設定部16は、決定された複数の物体検出範囲において物体を検出するために、送信波Tの各フレーム等ごとに、電子機器1における各種パラメータを設定する(ステップS2)。例えば、ステップS2において、パラメータ設定部16は、図4に示した物体検出範囲(1)から(4)までのうち複数の範囲を物体検出範囲として切り出して物体検出を行うように、各種のパラメータを送信波Tの各フレーム等ごとに設定する。ステップS2において、図8から図9に示したように、各種のパラメータを送信波Tのフレームごとに設定してもよいし、フレームを構成する部分(例えばサブフレーム)ごとに設定してもよいし、チャープ信号ごとに設定してもよい。各物体検出範囲のような検出範囲を切り出して物体検出を行うために設定される各種のパラメータは、例えば記憶部40に記憶しておくことができる。この場合、ステップS2において、パラメータ設定部16は、各種のパラメータを記憶部40から読み出して設定してもよい。ステップS2において、パラメータ設定部16は、例えば物体検出部14に対して各種のパラメータを設定してよい。本開示では、ステップS2において、図8から図9に示したように、各種のパラメータを送信波Tのフレームごとに設定してもよいし、フレームを構成する部分(例えばサブフレーム)ごとに設定してもよいし、チャープ信号ごとに設定してもよいし、これらを任意に組み合わせた設定としてもよい。
 また、ステップS2において、パラメータ設定部16は、送信波Tの各フレーム等ごとに、決定されたそれぞれの物体検出範囲の向きに送信波のビームを形成するように、各種のパラメータを設定してもよい。例えば、ステップS2において、パラメータ設定部16は、送信波Tの各フレーム等ごとに、ステップS1で決定された物体検出範囲に送信波のビームが向くように、各種のパラメータを設定する。各物体検出範囲のような検出範囲に送信波のビームを向けるために設定される各種のパラメータは、例えば記憶部40に記憶しておくことができる。この場合、ステップS2において、パラメータ設定部16は、各種のパラメータを記憶部40から読み出して設定してもよい。ステップS2において、パラメータ設定部16は、送信波Tの各フレーム等ごとに、例えば位相制御部23(送信制御部)又は送信部20に対して各種のパラメータを設定してよい。
 このように、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10のパラメータ設定部16は、送信信号及び受信信号による複数の物体検出範囲のいずれかを規定するパラメータを、送信波Tのフレーム等ごとに設定してもよい。また、パラメータ設定部16は、検出範囲の異なるレーダの種別のうち、フレームごと又はフレーム内の処理単位ごとに、レーダの種別を切り替えて信号生成部21に通知してよい。
 ステップS2においてパラメータが設定されたら、制御部10は、送信波Tのフレーム等の順序に従って、送信アンテナ25から送信波Tを送信するように制御する(ステップS3)。例えば、ステップS3において、信号生成部21は、パラメータ設定部16によって設定されたパラメータに基づいて、送信波Tのフレーム等の順序に従って、各種別のレーダとして機能する送信信号を生成してよい。また、送信波Tのビームフォーミングを行う場合、ステップS3において、位相制御部23(送信制御部)は、送信波Tのフレーム等の順序に従って、複数の送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波Tが所定の方向にビームを形成するように制御する。この場合、位相制御部23(送信制御部)は、各送信波Tの位相を制御してもよい。さらに、位相制御部23(送信制御部)は、ステップS1において決定された物体検出範囲の方向に、例えば物体検出範囲の少なくとも一部をカバーするように、送信波Tのフレーム等の順序に従って、送信波Tのビームを向けるように制御してもよい。
 ステップS3において送信波Tが送信されたら、制御部10は、受信アンテナ31から反射波Rを受信するように制御する(ステップS4)。
 ステップS4において反射波Rが受信されたら、制御部10は、移動体100の周囲に存在する物体を検出する(ステップS5)。ステップS5において、制御部10の物体検出部14は、ステップS1で決定された物体検出範囲において物体の検出を行ってよい(物体検出範囲の切り出し)。ステップS5において、制御部10の物体検出部14は、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、及び到来角推定部13の少なくともいずれかによる推定結果に基づいて、物体の存在を検出してもよい。
 一実施形態に係る電子機器1において、制御部10の物体検出部14は、例えば、複数の異なる種別のレーダごとに得られた角度、速度、距離の情報から物体検出(例えばクラスタリング)処理を行い、その物体を構成するポイントの平均電力を算出してもよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、物体検出部14は、複数の異なる種別のレーダごとに得られた物体検出情報又はポイントクラウド情報を、例えばECU50のような上位の制御CPUに通知してもよい。
 ステップS5における物体の検出は、公知のミリ波レーダによる技術を用いて種々のアルゴリズムなどに基づいて行うことができるため、より詳細な説明は省略する。また、図11に示すステップS5の後、制御部10は、再びステップS1の処理を開始してもよい。この場合、ステップS5において物体を検出した結果に基づいて、ステップS1において物体検出範囲を決定してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、送信波Tとして送信される送信信号及び反射波Rとして受信される受信信号に基づいて、送信波Tを反射する物体を検出してよい。
 上述した実施形態においては、送信信号及び受信信号によって物体を検出する複数の範囲のいずれかを、例えばフレームごと、サブフレームごと、又はチャープ信号ごとに、設定した。一方、一実施形態において、例えばフレーム又はサブフレームにおいて、送信信号及び受信信号によって物体を検出する複数の範囲の少なくともいずれかを、より自由度をもって設定してもよい。以下、このような実施形態について説明する。
 図10に示した実施形態において、送信波Tのサブフレームに含まれるチャープ信号ごとに、異なるレーダの機能が設定された(割り当てられた)。図10において、チャープ信号c1にはレーダ1の機能が設定され、チャープ信号c2にはレーダ2の機能が設定され、チャープ信号c3にはレーダ3の機能が設定され、以降も同様の機能が繰り返し設定された。また、図10に示した例において、各チャープ信号は、それぞれ、全て同じ時間の長さを有している。本開示において、チャープ信号の時間の長さとは、送信されるチャープ信号の周波数が0から増加し再び0に戻るまでの時間の長さであるとしてよい。また、本開示において、チャープ信号の時間の長さとは、送信されるチャープ信号の周期Tであるとしてよい。また、図10に示した例において、各チャープ信号の最大の周波数は全て同じである。したがって、各チャープ信号において、周波数の勾配も全て同じである。さらに、図10に示した例において、各チャープ信号は、サブフレーム又はフレームにおいて、隙間なく、すなわち時間的な間隔なく配置されている。しかしながら、一実施形態において、チャープ信号ごとに異なるレーダの機能を割り当てる際には、必ずしも図10に示した例のようなチャープ信号の配置にしなくてもよい。図10に示した例において、各チャープ信号は、それぞれ、同じ時間の長さでもよいし異なる時間の長さでもよい。図10に示した例において、各チャープ信号の最大の周波数は全て同じでもよいし異なる最大周波数としてもよい。図10に示した例において、各チャープ信号において、周波数の勾配は全て同じであるとしてもよいし異なるとしてもよい。
 図12は、一実施形態に係る電子機器1が物体検出範囲をフレームにおいて設定する例を説明する図である。図12に示すように、一実施形態に係る電子機器の制御部10は、例えばフレームにおいて異なるチャープ信号を配置してもよい。図12において、図10と同様に、チャープ信号c1にはレーダ1の機能が設定され、チャープ信号c2にはレーダ2の機能が設定され、チャープ信号c3にはレーダ3の機能が設定されている。一方、図12において、各チャープ信号は、隙間を開けて、すなわち時間的な間隔を有して配置されている。特に、図12において、チャープ信号c1は、フレーム1の最初から開始していない。また、図12に示す例において、各チャープ信号は、それぞれ、全て同じ時間の長さを有していない。また、図12に示す例において、各チャープ信号の最大の周波数は全てが同じではない。したがって、各チャープ信号において、周波数の勾配も全てが同じではない。図12に示すそれぞれのチャープ信号は例示である。一実施形態に係る電子機器1は、各フレームにおいて、任意の長さ及び任意の周波数帯を有するチャープ信号を、適宜配置してよい。本開示の一実施形態に係る電子機器の制御部10は、フレームに利用するチャープ信号を、図12に示されるような互いに異なるチャープ信号若しくは同じチャープ信号を任意に組み合わせるとしてもよい。
 さらに、図12に示す例において、フレーム2以降もフレーム1と同様のチャープ信号の配置を繰り返してもよいし、フレーム2以降はフレーム1とは異なるチャープ信号を配置してもよい。また、図12に示す例において、フレーム2以降はそれぞれ異なるチャープ信号の配置としてもよい。
 図12に示すフレーム1におけるチャープ信号の中で、チャープ信号c1の最大周波数は最も大きく、チャープ信号c2の最大周波数は最も小さい。また、図12に示すフレーム1におけるチャープ信号の中で、チャープ信号c1の時間は比較的短く、チャープ信号c2及びチャープ信号c3の時間は比較的長い。チャープ信号の時間が長くなると、その分電力が大きくなるため、物体検出の際の精度を向上し得る。また、チャープ信号の周波数帯域が広くなると、やはり物体検出の際の精度を向上し得る。
 このように、一実施形態に係る電子機器1の制御部10は、送信信号及び受信信号によって物体を検出する複数の範囲の少なくともいずれかを、送信波のフレームにおいて設定してもよい。以上説明したように、一実施形態において、例えばフレーム又はサブフレームにおいて、物体を検出する複数の範囲の少なくともいずれかを、より自由度をもって設定してもよい。図12は、各フレームにおいて、物体を検出する複数の範囲の少なくともいずれかを、自由度をもって設定する例を示してある。一方、一実施形態に係る電子機器1の制御部10は、各サブフレームにおいて、物体を検出する複数の範囲の少なくともいずれかを、自由度をもって設定してもよい。
(他の実施形態)
 次に、他の実施形態に係る電子機器について説明する。他の実施形態に係る電子機器は、送信信号及び受信信号に基づいて、送信波のキャリブレーションを行う。
 図13は、他の実施形態に係る電子機器の構成例を概略的に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る電子機器の構成の一例について説明する。
 図13に示すように、他の実施形態に係る電子機器2は、図2に示した電子機器1と一部を除いて同じ構成としてよい。すなわち、図13に示すように、他の実施形態に係る電子機器2は、図2に示した電子機器1において、キャリブレーション処理部17を追加したものである。したがって、以下、図2において説明したのと同じ又は類似する説明は、適宜、簡略化又は省略する。
 キャリブレーション処理部17は、AD変換部35によってデジタル化されたビート信号に基づいてキャリブレーション処理を行う。すなわち、キャリブレーション処理部17は、送信信号及び受信信号に基づいて、送信波のキャリブレーションを行う。キャリブレーション処理部17がキャリブレーション処理した信号は、距離FFT処理部11に供給されてよい。
 図14は、他の実施形態におけるフレームの構成を例示する図である。
 図14は、他の実施形態に係る電子機器2が、物体検出範囲とともにキャリブレーションに用いるチャープ信号を、フレームにおいて設定する例を説明する図である。図14に示すように、一実施形態に係る電子機器2の制御部10は、例えばフレームにおいて異なるチャープ信号を配置してもよい。図14において、チャープ信号c1にはレーダ1の機能が設定され、チャープ信号c2にはレーダ2の機能が設定されている。また、図14において、チャープ信号c3は、キャリブレーションに用いるチャープ信号として割り当てられている。図14に示すそれぞれのチャープ信号は例示である。一実施形態に係る電子機器1は、各フレームにおいて、任意の長さ及び任意の周波数帯を有するチャープ信号を、適宜配置してよい。
 例えば、図14において、キャリブレーションに用いるチャープ信号c3は、フレームにおいて任意の位置に配置してよい。また、キャリブレーションに用いるチャープ信号c3は、任意の長さを有してよい。また、キャリブレーションに用いるチャープ信号c3は、任意の最大周波数を有してよい。したがって、キャリブレーションに用いるチャープ信号c3は、任意の周波数の勾配を有するものとしてよい。
 図14に示す例において、キャリブレーションに用いるチャープ信号c3は1つのみとしている。しかしながら、キャリブレーションに用いるチャープ信号c3は、各フレームにおいて任意の個数としてよい。例えば、図14に示す例において、キャリブレーションに用いるチャープ信号をフレーム1に2つ以上配置してもよい。また、図14に示す例において、キャリブレーションに用いるチャープ信号をフレーム1には配置せずに、フレーム2以降に配置してもよい。
 センサ5に高い測定精度が求められる場合には、キャリブレーションに用いるチャープ信号を比較的多く含ませてもよい。一方、センサ5にさほど高い測定精度が求められない場合には、キャリブレーションに用いるチャープ信号を比較的少なく含ませてもよい。例えば、キャリブレーションに用いるチャープ信号を1フレームおきに配置してもよい。また、キャリブレーションに用いるチャープ信号を、例えば5フレームおき又は10フレームおきなどに配置してもよい。
 さらに、図14に示す例において、フレーム2以降もフレーム1と同様のチャープ信号の配置を繰り返してもよいし、フレーム2以降はフレーム1とは異なるチャープ信号を配置してもよい。また、図14に示す例において、フレーム2以降はそれぞれ異なるチャープ信号の配置としてもよい。
 このように、他の実施形態に係る電子機器2の制御部10は、このキャリブレーション処理を行うためのチャープ信号を、フレーム又はサブフレームに含ませる。すなわち、電子機器2の制御部10は、キャリブレーション処理を行うためのチャープ信号(キャリブレーションに用いる信号)を、フレーム又はサブフレームにおいて配置する(割り当てる)。また、電子機器2の制御部10は、フレーム又はサブフレームに含まれる信号を用いてキャリブレーションを行う。
 上述のように、一般的なレーダセンサは、検出対象となる物体のまでの距離、相対速度、及び角度の少なくともいずれかを算出する機能を持つ。一方で、一般的なレーダセンサは、以下のような誤差となり得る要因を有している。例えば、距離については、レーダセンサが搭載された位置(車両表面からの取付け奥行)、及び/又は、レーダセンサ内部のクロック周波数の偏差による誤差が生じ得る。また、相対速度については、車両の車速計の誤差、及び/又は、レーダセンサ内部のクロック周波数の偏差による誤差が生じ得る。また、角度については、レーダセンサが搭載された角度の偏差、及び/又は、アンテナの形状/間隔の製造時の偏差による誤差が生じ得る。
 以下、一例として、角度の誤差について、さらに説明する。レーダセンサが検出する角度は、レーダセンサが車両に取付けられた角度を基準として算出される。例えば、レーダセンサが車両の基準となる角度から5度の取付け角度であるとして、レーダセンサによって角度を推定した結果、車両の基準となる角度から10度であったとする。この場合、レーダセンサは、対象物の角度は車両に対して15度の方向に検出されたと認識する。しかしながら、例えば、レーダセンサが車両の基準となる角度から7度の取付け角度であるとして、レーダセンサによって角度を推定した結果、車両の基準となる角度から10度であったとする。この場合、レーダセンサは、対象物の角度は車両に対して17度の方向に検出されたと認識してしまう。このような取付け角度の偏差は、完全になくすことは困難であり、基本的に初期偏差及び/又は経年偏差を伴う。
 そこで、他の実施形態に係る電子機器2は、偏差の影響を軽減するために、例えば運用時にキャリブレーション処理を行う。キャリブレーション処理部17が行うキャリブレーション処理は、例えば電子機器2の物体検出の機能を精度良く維持するための補正機能としてよい。ここで、上述のキャリブレーション処理について説明する。
 センサ5のようなレーダは、当該レーダが搭載された車両のような移動体の走行時に衝突する危険性のある物体を検知することが主目的とされることが多い。しかしながら、センサ5のようなレーダは、移動体の走行時に衝突する危険性の比較的少ない物体、例えばガードレール及び電柱等を検知することも可能である。これらの物体をレーダによって検出すると、移動体の移動方向と同じ方向であって、当該移動方向と逆向きに移動する物体として認識される。
 そこで、他の実施形態に係る電子機器2は、例えば図14に示すチャープ信号c3を用いてキャリブレーションを行う。具体的には、電子機器2は、図14に示すチャープ信号c3のような送信波を送信アンテナ25から送信し、例えばガードレールによって反射された反射波を受信アンテナ31から受信する。そして、キャリブレーション処理部17は、AD変換部35によってデジタル化されたビート信号を、記憶部40に記憶された既知の物体(ガードレール)の情報と照合してもよい。ここで、キャリブレーション処理部17は、センサ5において送信アンテナ25(及び受信アンテナ31)の取付け角度を考慮して、本来検出されるべき物体の軌跡(既知データ)と照合を行ってもよい。このような照合の結果に基づいて、キャリブレーション処理部17は、各種の処理に用いる種々のパラメータを補正してもよい。
 また、他の実施形態に係る電子機器2は、例えばレーダカバー又はセンサ5のハウジング内などに、所定のリフレクタなどを設置してもよい。ここで、所定のリフレクタは、その設置された位置及び/又は角度、さらにリフレクタを構成する素材の反射率などの情報の少なくともいずれかを、予め記憶部40に記憶させてよい。この場合、他の実施形態に係る電子機器2は、図14に示すチャープ信号c3のような送信波を送信アンテナ25から送信し、当該所定のリフレクタによって反射された反射波を受信アンテナ31から受信する。そして、キャリブレーション処理部17は、AD変換部35によってデジタル化されたビート信号を、記憶部40に記憶された既知の物体(所定のリフレクタ)の情報と照合してもよい。ここで、キャリブレーション処理部17は、センサ5において送信アンテナ25(及び受信アンテナ31)の取付け角度を考慮して、本来検出されるべき物体の軌跡(既知データ)と照合を行ってもよい。このような照合の結果に基づいて、キャリブレーション処理部17は、各種の処理に用いる種々のパラメータを補正してもよい。
 このようにして、他の実施形態に係る電子機器2は、例えばキャリブレーションの処理を1フレームの時間内において行ってもよい。また、他の実施形態に係る電子機器2は、例えばキャリブレーションの処理をフレームごと又はサブフレームごとの各時間内において行ってもよい。このように、キャリブレーションの処理を繰り返し行う場合、それぞれの処理結果を平均化するなど、各種の統計的処理を施してもよい。このような統計的処理によれば、キャリブレーションの処理を繰り返し行うことにより、徐々に電子機器2のレーダ機能による検出の精度を高めることが期待できる。また、このような統計的処理を行う際には、ノイズと見なせるような検出結果を除外してもよい。
 このように、他の実施形態に係る電子機器2において、制御部10は、送信信号及び受信信号によって物体を検出する複数の範囲の少なくともいずれかを送信波のフレームにおいて設定する。また、他の実施形態に係る電子機器2において、制御部10は、当該フレームにキャリブレーションに用いる信号を含ませてもよい。また、他の実施形態に係る電子機器2において、制御部10は、前記フレームに含まれる信号を用いてキャリブレーションを行ってもよい。
 上述の実施形態において、電子機器2が行うキャリブレーションの処理により、平面的な(例えば図1に示すXY平面における)到来角θについてキャリブレーションを行うことを想定して説明した。すなわち、電子機器2は、検出される到来角θに基づいて、センサ5における送信アンテナ25(及び受信アンテナ31)の取り付け角度についてキャリブレーションを行うことができる。しかしながら、他の実施形態において、電子機器2は、他のキャリブレーションを行ってもよい。例えば、他の実施形態において、電子機器2は、センサ5における送信アンテナ25(及び受信アンテナ31)の垂直方向の(例えば図1に示すZ軸方向の)取り付け角度についてキャリブレーションを行ってもよい。また、可能な場合には、他の実施形態に係る電子機器2は、例えば検出される物体の位置、及び/又は、検出される物体との相対速度に基づいて、キャリブレーションを行ってもよい。また、例えば、他の実施形態において、電子機器2は、送信アンテナ25から送信される送信波のパワーについてキャリブレーションを行ってもよい。
 ミリ波レーダを使用して車両周辺の障害物等を検出する技術として、例えば、死角検知(BSD:Blind Spot Detection)、後退中又は出庫時の横方向検知(CTA:Cross Traffic Alert)、リア・クロストラフィックアラート(Rear-CTA)、フリースペース検知(FSD:Free Space Detection)、及び駐車支援(PA:Parking Assist)などがある。これらの検知においては、ミリ波レーダのアンテナの物理的な形状に依存する電波放射範囲を予め設定して、物体検出範囲を決定するのが一般的である。すなわち、各レーダのそれぞれにおいて、それぞれの目的、用途又は機能などに応じて、ミリ波レーダのアンテナの物理的な形状は予め決まっており、物体検出範囲も予め規定されている仕様が一般的である。このため、複数の異なるレーダの機能を実現するためには、複数の異なるレーダセンサが必要になる。
 しかしながら、目的、用途又は機能に応じて複数のレーダセンサをそれぞれ用意するのでは、コストの観点から不利である。また、例えば、アンテナの物理的形状が予め決まっていて放射範囲も決まっていると、そのアンテナの用途及び機能を変更することは困難である。また、例えば、アンテナの物理的形状及び放射範囲が決まっていて、放射範囲内の対象物全てを検出する場合、処理する情報量が増大する。この場合、不必要な物体も対象物として誤検出してしまう可能性があるため、検出の信頼度が低下し得る。また、例えば、アンテナの物理的形状及び放射範囲が決まっていて、センサの取り付け数を増やすと、車両(主にハーネス)の重量が増大するため燃費が低下したり、消費電力が増大するため燃費が低下したりし得る。さらに、複数のレーダセンサを用いて検出を行うと、センサ同士の間で遅延が発生し得るため、このような検出に基づいて自動運転又は運転アシストなどを行うと、処理に時間がかかり得る。これは、レーダの更新レートよりCANの処理速度が遅く、さらにフィードバックにも時間を要するためである。また、物体検出範囲の異なる複数のセンサを用いて検出を行うと、制御が煩雑になり得る。
 したがって、一実施形態に係る電子機器1は、1つのレーダセンサを複数の目的、機能又は用途で使用可能にする。
 ここで、本開示の各実施形態において利用される、物体検出範囲の一例について図15から図18を参照して説明する。図15から図18は、本開示の一実施形態に係る電子機器において利用される物体を検出する範囲の一例を示す概念図である。
 図15は、駐車支援(PA:Parking Assist)を行う場合のセンサ5の検出範囲S1を示している。センサ5は、移動体100の右側後方端部に配置されている。センサ5の配置位置は、移動体100の右側後方端部に限定されるものではなく、左側後方端部その他の任意の位置としてもよい。また、センサ5の個数も1以上の任意の数としてよい。図15において、移動体100が直進する場合の進行方向に略平行な方向で、センサ5を通る水平な軸をY軸とする。また、Y軸から反時計回りの角度を外向き方向の角度とする。移動体100が直進する場合の進行方向に略平行な方向とは、例えば、移動体100の車体側面に略平行な方向としてもよい。
 図15の駐車支援(PA)の場合、センサ5の送信波の範囲S1は、送信アンテナが搭載されているセンサ5を鉛直上側から見た場合の送信範囲S1の中心を通る軸CのY軸からの角度θ1が、Y軸から外向き方向に45°をなすとしてよい。また、図15の駐車支援(PA)の場合では、センサ5の送信波の範囲S1は、センサ5からの距離r1が最大10m以下の範囲であるとしてよい。また、送信範囲S1の角度範囲α1は、160°である。上記の図15を参照して説明した各数値は、適宜他の値に変更することが可能である。例えばθ1は45°以外の他の数値でもよい。例えば、α1は、160°以外の他の数値でもよい。例えば距離r1は、10m以外の他の数値でもよい。また、送信範囲S1の中心とは、送信波の水平範囲での中心であるとしてよい。
 図16は、フリースペース検知(FSD)を行う場合のセンサ5の検出範囲S2を示している。センサ5は、移動体100の右側後方端部に配置されている。センサ5の配置位置は、移動体100の右側後方端部に限定されるものではなく、左側後方端部その他の任意の位置としてもよい。また、センサ5の個数も1以上の任意の数としてよい。図16において、移動体100が直進する場合の進行方向に略平行な方向で、センサ5を通る水平な軸をY軸とする。また、Y軸から反時計回りの角度を外向き方向の角度とする。移動体100が直進する場合の進行方向に略平行な方向とは、例えば、移動体100の車体側面に略平行な方向としてもよい。
 図16のフリースペース検知(FSD)の場合、センサ5の送信波の範囲S2は、送信アンテナが搭載されているセンサ5を鉛直上側から見た場合の送信範囲S2の中心を通る軸CのY軸からの角度θ2が、Y軸から外向き方向に95°をなすとしてよい。また、図16のフリースペース検知(FSD)の場合では、センサ5の送信波の範囲S2は、センサ5からの距離r2が最大15m以下の範囲であるとしてよい。また、送信範囲S2の角度範囲α2は、20°である。上記の図16を参照して説明した各数値は、適宜他の値に変更することが可能である。例えばθ2は95°以外の他の数値でもよい。例えば、α2は、20°以外の他の数値でもよい。例えば距離r2は、15m以外の他の数値でもよい。また、送信範囲S2の中心とは、送信波の水平範囲での中心であるとしてよい。
 図17は、死角検知(BSD)を行う場合のセンサ5の検出範囲S3を示している。センサ5は、移動体100の右側後方端部に配置されている。センサ5の配置位置は、移動体100の右側後方端部に限定されるものではなく、左側後方端部その他の任意の位置としてもよい。また、センサ5の個数も1以上の任意の数としてよい。図17において、移動体100が直進する場合の進行方向に略平行で、センサ5を通る水平な軸をY軸とする。また、Y軸から反時計回りの角度を外向き方向の角度とする。移動体100が直進する場合の進行方向に略平行な方向とは、例えば、移動体100の車体側面に略平行な方向としてもよい。
 図17の死角検知(BSD)の場合、センサ5の送信波の範囲S3は、送信アンテナが搭載されているセンサ5を鉛直上側から見た場合の送信範囲S3の中心を通る軸CのY軸からの角度θ3が、Y軸から外向き方向に30°をなすとしてよい。また、図17の死角検知(BSD)の場合では、センサ5の送信波の範囲S3は、センサ5からの距離r3が最大100m以下の範囲であるとしてよい。また、送信範囲S3の角度範囲α3は、50°である。上記の図17を参照して説明した各数値は、適宜他の値に変更することが可能である。例えばθ3は30°以外の他の数値でもよい。例えば、α3は、50°以外の他の数値でもよい。例えば距離r3は、100m以外の他の数値でもよい。また、送信範囲S3の中心とは、送信波の水平範囲での中心であるとしてよい。
 図18は、リア・クロストラフィックアラート(Rear-CTA)を行う場合のセンサ5の検出範囲S4を示している。センサ5は、移動体100の右側後方端部に配置されている。センサ5の配置位置は、移動体100の右側後方端部に限定されるものではなく、左側後方端部その他の任意の位置としてもよい。また、センサ5の個数も1以上の任意の数としてよい。図18において、移動体100が直進する場合の進行方向に略平行な方向に略平行で、センサ5を通る水平な軸をY軸とする。また、Y軸から反時計回りの角度を外向き方向の角度とする。移動体100が直進する場合の進行方向に略平行な方向とは、例えば、移動体100の車体側面に略平行な方向としてもよい。
 図18のリア・クロストラフィックアラート(Rear-CTA)の場合、センサ5の送信波の範囲S4は、送信アンテナが搭載されているセンサ5を鉛直上側から見た場合の送信範囲S4の中心を通る軸CのY軸からの角度θ4が、Y軸から外向き方向に70°をなすとしてよい。また、図18のリア・クロストラフィックアラート(Rear-CTA)の場合では、センサ5の送信波の範囲S4は、センサ5からの距離r4が最大100m以下の範囲であるとしてよい。また、送信範囲S4の角度範囲α4は、50°である。上記の図18を参照して説明した各数値は、適宜他の値に変更することが可能である。例えばθ4は70°以外の他の数値でもよい。例えば、α4は、50°以外の他の数値でもよい。例えば距離r4は、100m以外の他の数値でもよい。送信範囲S4の中心とは、送信波の水平範囲での中心であるとしてよい。
 図15、図16、図17、及び図18に示される例では、移動体100の進行方向として、図の左方、つまり、移動体100の前方のみを矢印の方向としているが、移動体100の進行方向は、移動体100の前方以外でもよい。つまり、移動体100の進行方向は、移動体100の前方の他、移動体100の後方、右後方、左後方、右前方、及び左前方など、任意の方向とすることができる。
 また、図15の駐車支援(PA)の場合、例えば、送信範囲S1の、軸CのY軸からの角度θ1がY軸から外向き方向に45°をなし、距離r1が最大10m以下の範囲であり、角度範囲α1は160°である。各数値をこのような数値とすることにより、例えば、移動体100が車庫入れ若しくは縦列駐車などの駐車をする場合又は駐車状態から発進する際に監視する必要がある範囲において、人又は車その他の検知対象を適切に検出することができる。
 また、図16のフリースペース検知(FSD)の場合、例えば、送信範囲S2の、軸CのY軸からの角度θ2がY軸から外向き方向に95°をなし、距離r2が最大15m以下の範囲であり、角度範囲α2は20°である。各数値をこのような数値とすることにより、例えば、移動体100の周囲の走行可能な範囲及び移動体100が駐車可能な範囲の検出、並びにこの範囲における人又は車その他の検知対象を適切に検出することができる。
 また、図17の死角検知(BSD)の場合、例えば、送信範囲S3の、軸CのY軸からの角度θ3がY軸から外向き方向に30°をなし、距離r3が最大100m以下の範囲であり、角度範囲α3は50°である。各数値をこのような数値とすることにより、例えば、移動体100のドライバの死角となりうる移動体100の後方側面での人又は車その他の検知対象を適切に検知することができる。
 また、図18のリア・クロストラフィックアラート(Rear-CTA)の場合、例えば、送信範囲S4の、軸CのY軸からの角度θ4がY軸から外向き方向に70°をなし、距離r4が最大100m以下の範囲であり、角度範囲α4は50°である。各数値をこのような数値とすることにより、例えば、移動体100が駐車場などから移動する際に、左右後方の人又は車その他の検知対象を適切に検知することができる。
 本開示の電子機器1の制御部10は、送信波のフレーム、送信波のサブフレーム、及びチャープ信号、又はこれらの任意の組み合わせ毎に、送信信号及び受信信号によって物体を検出する範囲の少なくともいずれかを、上記の範囲S1、S2、S3、S4から適宜選択できる。これにより、本開示の電子機器1の制御部10は、複数の目的、用途、及び/又は機能に応じた検出を、高速で柔軟に実行することができる。また本開示の電子機器1の制御部10は、送信波のフレーム、送信波のサブフレーム、及びチャープ信号、又はこれらの任意の組み合わせ毎に、送信信号及び受信信号によって物体を検出する範囲を、上記の範囲S1、S2、S3、S4以外の範囲を任意に選択して組み合わせて利用してもよい。すなわち、本開示の電子機器1は、ミリ波レーダによりマルチなファンクションを実現することができる。
 本開示の各実施形態に係る電子機器1の制御部10は、送信信号及び受信信号によって物体を検出する複数の範囲の少なくともいずれかを、上記の範囲S1、S2、S3、又はS4から適宜選択するとしてよい。上記説明では、Y軸が、センサ5を通る水平な軸をY軸としたが、Y軸は、センサ5内のいずれかの位置を通る水平な軸としてもよいし、センサ5の送信アンテナの配置位置の略中心を通る水平な軸としてもよい。
 この場合、センサ5の送信アンテナの配置位置の略中心とは、複数のアンテナが水平方向にある場合に、その複数アンテナの水平方向での位置の中心であるとしてよい。センサ5の送信アンテナの配置位置の略中心とは、複数のアンテナが垂直方向にある場合に、その複数アンテナの垂直方向での位置の中心であるとしてよい。センサ5の送信アンテナの配置位置の略中心とは、複数のアンテナが水平方向及び垂直方向にある場合に、その複数アンテナの水平方向での位置の中心、かつ、垂直方向での位置の中心であるとしてよい。センサ5の送信アンテナの配置位置の略中心とは、複数のアンテナが水平方向及び垂直方向にある場合に、その複数アンテナの水平方向での位置の中心、若しくは、垂直方向での位置の中心であるとしてよい。
 本開示において、送信波の範囲が、センサ5からの最大距離R[m]以下の範囲である、という意味は、センサ5が検知できる対象物の最大範囲がセンサ5から最大距離R[m]であるという意味であるとしてよい。送信波は、R[m]よりも遠方に送信するとしてもよい。このR[m]は、送信波の出力強度、対象物の散乱断面積、対象物の大きさ、対象物の材質、送信波の周波数、湿度及び温度などの送信波の送信環境、送信アンテナの利得、受信アンテナの利得、並びに受信信号に要求されるSN比などを、任意に選択的に利用して決定されるとしてよい。
 本開示の各実施形態に係る電子機器1の制御部10は、送信波のフレーム、送信波のサブフレーム及びチャープ信号又はこれらの任意の組み合わせ毎に、送信信号及び受信信号によって物体を検出する範囲の少なくともいずれかを、上記の範囲S1、S2、S3、又はS4から適宜選択するとしてよい。
 本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、1つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。つまり、本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
 例えば、上述した実施形態においては、1つのセンサ5によって、動的に物体検出範囲を切り替える態様について説明した。しかしながら、一実施形態において、複数のセンサ5によって、決定された物体検出範囲において物体検出を行ってもよい。また、一実施形態において、複数のセンサ5によって、決定された物体検出範囲に向けてビームフォーミングを行ってもよい。
 上述した実施形態は、電子機器1としての実施のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、電子機器1のような機器の制御方法として実施してもよい。さらに、例えば、上述した実施形態は、電子機器1のような機器の制御プログラムとして実施してもよい。
 一実施形態に係る電子機器1は、最小の構成としては、例えばセンサ5又は制御部10の一方のみの少なくとも一部を備えるものとしてよい。一方、一実施形態に係る電子機器1は、制御部10の他に、図2に示すような、信号生成部21、シンセサイザ22、位相制御部23、増幅器24、及び送信アンテナ25の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。また、一実施形態に係る電子機器1は、上述の機能部に代えて、又は上述の機能部とともに、受信アンテナ31、LNA32、ミキサ33、IF部34、AD変換部35の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。さらに、一実施形態に係る電子機器1は、記憶部40を含んで構成してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器1は、種々の構成態様を採ることができる。また、一実施形態に係る電子機器1が移動体100に搭載される場合、例えば上述の各機能部の少なくともいずれかは、移動体100内部などの適当な場所に設置されてよい。一方、一実施形態においては、例えば送信アンテナ25及び受信アンテナ31の少なくともいずれかは、移動体100の外部に設置されてもよい。
 上述した実施形態では、図8から図10を参照して、異なる種別のレーダの機能を、送信波Tのフレーム等ごとに設定した(割り当てた)場合を説明したが、本開示はこのような場合に限定されるものではない。例えば、制御部10は、送信信号及び受信信号によって物体を検出する複数の範囲のいずれかを、フレーム、フレームを構成する部分(例えばサブフレーム)、及び、チャープ信号又はこれらを任意に組み合わせたものに基づいて設定しても良い。
 1 電子機器
 5 センサ
 10 制御部
 11 距離FFT処理部
 12 速度FFT処理部
 13 到来角推定部
 14 物体検出部
 15 検出範囲決定部
 16 パラメータ設定部
 20 送信部
 21 信号生成部
 22 シンセサイザ
 23 位相制御部
 24 増幅器
 25 送信アンテナ
 30 受信部
 31 受信アンテナ
 32 LNA
 33 ミキサ
 34 IF部
 35 AD変換部
 40 記憶部
 50 ECU
 100 移動体
 200 物体
 

Claims (23)

  1.  送信波を送信する送信アンテナと、
     前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
     前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出し、
     前記物体を検出する範囲を前記送信波のフレームごとに設定する制御部と、
    を備える電子機器。
  2.  前記制御部は、前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレームごとに切り替えて、前記送信信号の送信及び前記受信信号の受信を行う、請求項1に記載の電子機器。
  3.  前記制御部は、前記物体を検出する範囲を規定するパラメータを、前記送信波のフレームごとに設定する、請求項1又は2に記載の電子機器。
  4.  前記制御部は、前記物体を検出する距離を、前記送信波のフレームごとに設定する、請求項1から3のいずれかに記載の電子機器。
  5.  前記制御部は、前記物体を検出する範囲を、前記物体を検出する目的に応じて設定する、請求項1から4のいずれかに記載の電子機器。
  6.  前記送信アンテナは複数の送信アンテナを含み、
     前記複数の送信アンテナから送信される送信波が所定方向にビームを形成するように制御する送信制御部を備え、
     前記送信制御部は、前記物体を検出する範囲の方向に前記ビームを形成する、請求項1から5のいずれかに記載の電子機器。
  7.  前記送信アンテナは水平方向に異なる位置に配置された複数の送信アンテナを含み、
     前記送信制御部は、前記ビームの方向を前記水平方向で変化させる、請求項6に記載の電子機器。
  8.  前記送信アンテナは垂直方向に異なる位置に配置された複数の送信アンテナを含み、
     前記送信制御部は、前記ビームの方向を前記垂直方向で変化させる、請求項6又は7に記載の電子機器。
  9.  前記送信制御部は、前記ビームが、前記物体を検出する範囲の少なくとも一部をカバーするように形成する、請求項6に記載の電子機器。
  10.  前記送信制御部は、前記複数の送信アンテナから送信されるそれぞれの送信波の位相が所定の方向において揃うように、当該複数の送信アンテナから送信される送信波の少なくとも1つの位相を制御する、請求項6又は7に記載の電子機器。
  11.  前記制御部は、前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレームを構成する部分ごとに設定する、請求項1から10のいずれかに記載の電子機器。
  12.  前記制御部は、前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレームを構成する少なくとも1以上のチャープ信号ごとに設定する、請求項1から11のいずれかに記載の電子機器。
  13.  前記制御部は、
     前記送信信号を、前記送信波の少なくとも1以上のフレームごとに設定する、請求項1記載の電子機器。
  14.  送信アンテナから送信波を送信するステップと、
     前記送信波が反射された反射波を受信アンテナから受信するステップと、
     前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出するステップと、
     前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレームごとに設定するステップと、
     を含む、電子機器の制御方法。
  15.  コンピュータに、
     送信アンテナから送信波を送信するステップと、
     前記送信波が反射された反射波を受信アンテナから受信するステップと、
     前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出するステップと、
     前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレームごとに設定するステップと、
     を実行させる、電子機器の制御プログラム。
  16.  送信波を送信する送信アンテナと、
     前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
     前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出し、前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレーム、前記フレームを構成する部分、及び、前記送信波に含まれるチャープ信号の少なくともいずれかごとに設定する制御部と、を備える電子機器。
  17.  前記送信アンテナが移動体にあり、
     前記移動体の進行方向に略平行な方向で、前記送信アンテナを通る水平な軸をY軸とした場合、
     前記物体を検出する範囲は、前記送信アンテナを鉛直上側から見た場合の送信範囲の中心を通る軸Cが、前記Y軸から45°をなし、かつ、前記送信アンテナから10m以下の距離範囲である、請求項16記載の電子機器。
  18.  前記送信アンテナが移動体にあり、
     前記移動体が直進する場合の進行方向に略平行な方向で、前記送信アンテナを通る水平な軸をY軸とした場合、
     前記物体を検出する範囲は、前記送信アンテナを鉛直上側から見た場合の送信範囲の中心を通る軸Cが、前記Y軸から95°をなし、かつ、前記送信アンテナから15m以下の距離範囲である、請求項16記載の電子機器。
  19.  前記送信アンテナが移動体にあり、
     前記移動体が直進する場合の進行方向に略平行な方向で、前記送信アンテナを通る水平な軸をY軸とした場合、
     前記物体を検出する範囲は、前記送信アンテナを鉛直上側から見た場合の送信範囲の中心を通る軸Cが、前記Y軸から30°をなし、かつ、前記送信アンテナから100m以下の距離範囲である、請求項16記載の電子機器。
  20.  前記送信アンテナが移動体にあり、
     前記移動体が直進する場合の進行方向に略平行な方向で、前記送信アンテナを通る水平な軸をY軸とした場合、
     前記物体を検出する範囲は、前記送信アンテナを鉛直上側から見た場合の送信範囲の中心を通る軸Cが、前記Y軸から70°をなし、かつ、前記送信アンテナから100m以下の距離範囲である、請求項16記載の電子機器。
  21.  前記送信波に含まれるチャープ信号の少なくとも2つのチャープ信号が、
     時間の長さ、最大の周波数、及び、周波数の勾配のうちの少なくともいずれかが互いに異なる、請求項16から20のいずれか1項に記載の電子機器。
  22.  送信波を送信する送信アンテナと、
     前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
     前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出し、
     前記物体を検出する範囲を、前記送信波のフレームごとに設定し、
     前記フレームにキャリブレーションに用いる信号を含める制御部と、を備える電子機器。
  23.  前記制御部は、前記フレームに含まれる信号を用いてキャリブレーションを行う、請求項22に記載の電子機器。
     
     
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