WO2023276301A1 - レーダ装置 - Google Patents

レーダ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023276301A1
WO2023276301A1 PCT/JP2022/011145 JP2022011145W WO2023276301A1 WO 2023276301 A1 WO2023276301 A1 WO 2023276301A1 JP 2022011145 W JP2022011145 W JP 2022011145W WO 2023276301 A1 WO2023276301 A1 WO 2023276301A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
unit
transmission
signal
pseudo
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/011145
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
崇洋 村田
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルプスアルパイン株式会社 filed Critical アルプスアルパイン株式会社
Priority to JP2023531409A priority Critical patent/JP7548519B2/ja
Priority to CN202280030328.0A priority patent/CN117178205A/zh
Publication of WO2023276301A1 publication Critical patent/WO2023276301A1/ja
Priority to US18/488,413 priority patent/US20240046660A1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/56—Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/58—Recognition of moving objects or obstacles, e.g. vehicles or pedestrians; Recognition of traffic objects, e.g. traffic signs, traffic lights or roads
    • G06V20/586—Recognition of moving objects or obstacles, e.g. vehicles or pedestrians; Recognition of traffic objects, e.g. traffic signs, traffic lights or roads of parking space
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/343—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9314—Parking operations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/932—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles using own vehicle data, e.g. ground speed, steering wheel direction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93272—Sensor installation details in the back of the vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93274—Sensor installation details on the side of the vehicles

Definitions

  • the present invention relates to radar equipment.
  • Patent Document 1 describes a radar device that detects the distance to an object by irradiating light within a search range and receiving light reflected by the object. A technique is disclosed for reducing the number of times light is received and emitted when the is performing a specified operation.
  • Patent Literature 1 reduces the number of times light is received and emitted, which may reduce the accuracy of detecting the distance to an object.
  • a radar device includes a vehicle speed acquisition unit that acquires the speed of a vehicle, a transmission unit that transmits a transmission signal toward an area including a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle, and a receiver for receiving a reflected signal of a transmission signal; and a pseudo signal generator for generating a number of pseudo received signals corresponding to the speed of the vehicle acquired by the vehicle speed acquisition unit based on the reflected signal received by the receiver. , a distance detection unit that detects the distance to an object existing in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle based on the reflected signal received by the receiving unit and the pseudo received signal generated by the pseudo signal generating unit. and
  • the radar device it is possible to provide a radar device that can detect the distance to objects around the vehicle with high precision and can suppress power consumption related to signal transmission/reception.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a radar distance detection unit included in a radar device according to one embodiment; 4 is a flow chart showing an example of a procedure of processing by a radar device according to an embodiment; FIG. 2 is a flowchart showing an example of a procedure of distance detection processing by a radar distance detection unit included in a radar device according to one embodiment; FIG. A diagram showing the relationship between the transmission time and the frame cycle used to calculate the reference number of transmission pulses. A diagram showing the relationship between the reference transmission pulse number N and the transmission pulse number M in one detection period.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of signals transmitted and received by a radar device according to one embodiment; FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of signals transmitted and received by a radar device according to one embodiment
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of signals transmitted and received by a radar device according to one embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of parking space image generation by a radar device according to an embodiment
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a radar device 100 according to one embodiment.
  • the radar device 100 includes a radar distance detection unit 101, a camera distance detection unit 102, a vehicle speed/coordinate detection unit 103, a memory 104, a radar obstacle map generation unit 105, a camera obstacle map generation unit 106, A parking space detection unit 107 , a parking space image generation unit 108 and a display 109 are provided.
  • the radar distance detection unit 101 uses radar waves to detect the distance to an object that exists on the side of the vehicle (an example of "a direction orthogonal to the direction in which the vehicle travels").
  • the camera distance detection unit 102 detects the distance to an object present on the side of the vehicle by capturing an image of the side of the vehicle using a camera and performing image recognition processing on the image.
  • the vehicle speed/coordinate detection unit 103 acquires the speed and coordinates of the vehicle.
  • the vehicle speed/coordinate detection unit 103 acquires the vehicle speed and coordinates from various sensors mounted on the vehicle, an ECU, or the like. That is, the vehicle speed/coordinate detection unit 103 has a function as a "vehicle speed acquisition unit".
  • the memory 104 stores the distance to the object detected by the radar distance detection unit 101, the distance to the object detected by the camera distance detection unit 102, and the speed and coordinates of the vehicle detected by the vehicle speed/coordinate detection unit 103. Store.
  • the radar obstacle map generation unit 105 generates a radar obstacle map based on multiple distances (distances to objects) detected by the radar distance detection unit 101 .
  • the radar obstacle map indicates the presence or absence of objects (obstacles) in an area surrounding the vehicle centered on the vehicle, detected by the radar distance detection unit 101, in a two-dimensional matrix.
  • the camera obstacle map generation unit 106 generates a camera obstacle map based on multiple distances (distances to objects) detected by the camera distance detection unit 102 .
  • the camera obstacle map indicates the presence or absence of objects (obstacles) in the surrounding area of the vehicle centered on the vehicle detected by the camera distance detection unit 102 in a two-dimensional matrix.
  • the parking space detection unit 107 detects the parking space existing around the vehicle based on the radar obstacle map generated by the radar obstacle map generation unit 105 and the camera obstacle map generated by the camera obstacle map generation unit 106. Detect available parking spaces. For example, based on the radar obstacle map and the camera obstacle map, the parking space detection unit 107 detects the presence of a rectangular frame-shaped object (obstacle) having a size sufficient to park the vehicle in the area around the vehicle. Detect spaces that do not allow parking as parking spaces that can be parked.
  • obstacle rectangular frame-shaped object
  • the parking space image generation unit 108 generates an image of the parking space detected by the parking space detection unit 107.
  • the parking space image generation unit 108 generates a two-dimensional image representing the surrounding area of the vehicle centered on the vehicle, and in the two-dimensional image, the parking space is displayed in a predetermined highlighting method (for example, by displaying a rectangular frame). etc.) to generate an image of the parking space.
  • the display 109 displays the parking space image generated by the parking space image generation unit 108 .
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the radar distance detection unit 101 included in the radar device 100 according to one embodiment.
  • the radar distance detection unit 101 includes a transmission unit 210, a reception unit 220, and a signal processing unit 230.
  • the transmission unit 210 transmits a transmission signal (radar wave) toward the side of the vehicle.
  • transmission section 210 transmits a transmission signal including M transmission pulses in each detection period.
  • M is the number of transmission pulses calculated by the transmission pulse parameter calculation section 231 (that is, the number of transmission pulses that is less than the reference number N of transmission pulses that satisfies the predetermined distance detection accuracy).
  • the transmission unit 210 includes a controller 211 , a modulator 212 , an oscillator 213 , an amplifier 214 and a transmission antenna 215 .
  • Controller 211 generates a transmission code.
  • Modulator 212 generates a modulated signal by frequency-modulating the transmission code generated by controller 211 .
  • the oscillator 213 generates a transmission signal (for example, a radar wave such as an FMCW wave) having an oscillation frequency corresponding to the modulated signal generated by the modulator 212 .
  • Amplifier 214 amplifies the signal level of the transmission signal generated by oscillator 213 .
  • the transmission antenna 215 radiates the transmission signal amplified by the amplifier 214 into space.
  • the receiving section 220 receives a reflected signal of the transmission signal transmitted by the transmission section 210 each time the transmission signal is transmitted by the transmission section 210 . That is, receiving section 220 receives a reflected signal containing M reception pulses in response to transmission of a transmission signal containing M transmission pulses by transmission section 210 .
  • the receiving unit 220 includes a receiving antenna 221, an amplifier 222, a mixer 223, and an A/D 224.
  • Receiving antenna 221 receives reflected signals from space.
  • Amplifier 222 amplifies the reflected signal received by receiving antenna 221 .
  • Mixer 223 performs phase detection by mixing the transmitted signal and the reflected signal to generate an intermediate frequency signal.
  • A/D 224 is an A/D converter that converts the intermediate frequency signal generated by mixer 223 from an analog signal to a digital signal.
  • Receiving section 220 outputs the intermediate frequency signal (digital signal) output from A/D 224 to signal processing section 230 .
  • the transmitting unit 210 and the receiving unit 220 are realized, for example, by the radar transmitter/receiver 100A installed in the vehicle so that the side of the vehicle is the signal transmission/reception direction.
  • the signal processing unit 230 has a transmission pulse parameter calculation unit 231, a complementary parameter calculation unit 232, an FFT unit 233, a pseudo signal generation unit 234, and a distance detection unit 235.
  • the transmission pulse parameter calculator 231 calculates a reference transmission pulse number N and a transmission pulse number M as transmission pulse parameters.
  • the reference number of transmission pulses N is the number of transmission pulses (the number of transmission pulses per detection cycle) required to satisfy a predetermined distance detection accuracy.
  • the transmission pulse parameter calculation unit 231 sets a larger value for the reference transmission pulse number N as the vehicle speed obtained by the vehicle speed/coordinate detection unit 103 is lower. This is because the lower the speed of the vehicle is, the smaller the relative speed between the vehicle and the object is, so it is necessary to increase the resolution.
  • the transmission pulse number M is the number of transmission pulses actually transmitted by the transmission section 210 (the number of transmission pulses per detection cycle).
  • the complementary parameter calculator 232 calculates the number K of pseudo received signals and the number I of pulses used as complementary parameters.
  • the number of pseudo received signals K is the number of pseudo received signals required to satisfy a predetermined distance detection accuracy. That is, the pseudo received signal number K is obtained by (reference transmission pulse number N-transmission pulse number M).
  • the number of used pulses I is the number of received pulses among the M received pulses that are used to generate the pseudo received signal.
  • FFT section 233 Fourier-transforms the reflected signal received by receiving section 220 (specifically, the intermediate frequency signal output from receiving section 220) to obtain distance data (frequency spectrum) indicating the distance to an object.
  • the FFT unit 233 is configured such that the transmission unit 210 continuously transmits a transmission signal including M transmission pulses multiple times, and the reception unit 220 continuously receives a reflection signal including M reception pulses multiple times. A plurality of distance data are continuously generated according to .
  • Pseudo signal generation unit 234 calculates the number of pseudo received signals K calculated by complementary parameter calculation unit 232 (i.e., calculated by vehicle speed/coordinate detection unit 103 The number of pseudo received signals is generated according to the acquired vehicle speed.
  • the pseudo signal generation unit 234 generates a reference transmission pulse number N according to the vehicle speed acquired by the vehicle speed/coordinate detection unit 103 and a transmission pulse number M of the transmission signal from the transmission unit 210 for each detection cycle. , K pseudo received signals are generated.
  • the pseudo signal generator 234 generates K pseudo received signals using statistical calculation based on the reflected signal including the M pulses received by the receiver 220 .
  • the distance detecting unit 235 Based on the reflected signal containing M received pulses received by the receiving unit 220 and the K pseudo received signals generated by the pseudo signal generating unit 234, the distance detecting unit 235 detects a distance existing on the side of the vehicle. Detects the distance to an object that Specifically, the distance detection unit 235 detects the distance to an object present on the side of the vehicle by performing coherent integration on M received pulses and K pseudo received signals.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a procedure of processing by the radar device 100 according to one embodiment.
  • the vehicle speed/coordinate detection unit 103 starts acquiring the vehicle speed and coordinates (step S301). For example, the vehicle speed/coordinate detection unit 103 acquires the speed and coordinates of the vehicle using a vehicle speed sensor, a position sensor, etc. at each predetermined sampling period (for example, every 1 second, every 0.5 seconds, etc.). .
  • the radar device 100 executes steps S302 to S304 and steps S305 to S307 in parallel.
  • the camera distance detection unit 102 uses a camera to detect the distance to an object present on the side of the vehicle.
  • the camera distance detection unit 102 uses a camera provided in the vehicle so as to face the side of the vehicle, and detects the vehicle distance at each predetermined sampling period (for example, every 1 second, every 0.5 seconds, etc.). Detects the distance to an object on the side of
  • the radar device 100 determines whether or not the vehicle has traveled a predetermined distance based on the coordinates acquired by the vehicle speed/coordinate detection unit 103 (step S303).
  • step S303 If it is determined in step S303 that the vehicle has not traveled the predetermined distance (step S303: No), the radar device 100 executes step S302 again.
  • step S303 determines whether the vehicle has traveled the predetermined distance. If it is determined in step S303 that the vehicle has traveled the predetermined distance (step S303: Yes), the camera obstacle map generation unit 106 detects the camera distance based on the distances detected by the camera distance detection unit 102. An obstacle map is generated (step S304).
  • the radar distance detection unit 101 uses radar waves to detect the distance to an object present on the side of the vehicle.
  • the radar distance detection unit 101 uses the radar transmitter/receiver 100A (that is, the transmission unit 210 and the reception unit 220) provided in the vehicle so as to face the side of the vehicle, at each predetermined sampling period (for example, 1 every second, every 0.5 seconds, etc.), it detects the distance to an object on the side of the vehicle.
  • the radar device 100 determines whether or not the vehicle has traveled a predetermined distance based on the coordinates acquired by the vehicle speed/coordinate detection unit 103 (step S306).
  • step S306 When it is determined in step S306 that the vehicle has not traveled the predetermined distance (step S306: No), the radar device 100 executes step S305 again.
  • step S306 determines whether the vehicle has traveled the predetermined distance. If it is determined in step S306 that the vehicle has traveled the predetermined distance (step S306: Yes), the radar obstacle map generation unit 105 generates a radar map based on a plurality of distances detected by the radar distance detection unit 101. An obstacle map is generated (step S307).
  • the parking space detection unit 107 detects the position of the vehicle based on the radar obstacle map and the camera obstacle map. A surrounding parking space is detected (step S308).
  • the parking space image generation unit 108 generates an image of the parking space detected in step S308 (step S309).
  • step S310 the display 109 displays the image of the parking space generated in step S309 (step S310), and the radar device 100 ends the series of processes shown in FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of a procedure of distance detection processing by the radar distance detection unit 101 included in the radar device 100 according to one embodiment.
  • FIG. 4 shows in detail an example of the procedure of distance detection processing (step S305) by the radar distance detection unit 101 shown in FIG.
  • the radar distance detection unit 101 determines whether or not it is the first execution (step S401).
  • step S401 when it is determined that the execution is for the first time (step S401: Yes), the radar distance detection unit 101 sets each of the number of transmitted pulses M, the number of pseudo received signals K, and the number of used pulses I to predetermined initial values. is set (step S402). Then, the radar distance detection unit 101 advances the processing to step S409.
  • step S401 determines whether or not the change in vehicle speed is greater than or equal to a predetermined threshold value A (step S403).
  • step S403 If it is determined in step S403 that the change in vehicle speed is not equal to or greater than the predetermined threshold value A (step S403: No), the radar distance detection unit 101 proceeds to step S409.
  • step S403 determines whether the change in vehicle speed is greater than or equal to the predetermined threshold value A (step S403: Yes). If it is determined in step S403 that the change in vehicle speed is greater than or equal to the predetermined threshold value A (step S403: Yes), the transmission pulse parameter calculator 231 calculates the reference transmission pulse numbers N and Nmin (step S404 ).
  • the radar distance detection unit 101 determines whether or not N/Nmin is greater than or equal to a predetermined threshold value B (step S405).
  • step S405 if it is determined that N/Nmin is equal to or greater than the predetermined threshold value B (step S405: Yes), the transmission pulse parameter calculator 231 sets N/B to the number of transmission pulses M, and calculates complementary parameters.
  • the unit 232 sets the number of pulses I to be used to M (step S407).
  • step S405 determines whether N/Nmin is not equal to or greater than the predetermined threshold value B (step S405: No).
  • the transmission pulse parameter calculator 231 sets Nmin to the number M of transmission pulses, and calculates complementary parameters.
  • the unit 232 sets the number of pulses I to be used to M (step S406).
  • step S409 the transmission unit 210 transmits a transmission signal containing M transmission pulses toward the side of the vehicle, and the reception unit 220 receives a reflection signal containing M reception pulses.
  • M is the transmission pulse number M set in step S402, step S406, or step S407.
  • the FFT unit 233 Fourier-transforms the intermediate frequency signal generated based on the reflected signal containing the M reception pulses received in step S409, thereby generating M distance data indicating the distance to the object. is generated (step S410).
  • the pseudo signal generation unit 234 generates K pseudo received signals are generated (step S411).
  • the pseudo received signal is pseudo range data obtained from range data generated from I received pulses.
  • K is the number of pseudo received signals set in step S402 or step S408.
  • I is the number of pulses used set in step S402, step S406, or step S407.
  • the distance detection unit 235 performs coherent integration on the M distance data generated in step S410 and the K pseudo received signals generated in step S411 to detect the side of the vehicle. A distance to an existing object is detected (step S412).
  • the distance detection unit 235 can detect the spectrum intensity at zero frequency among the results obtained by the FFT transform as the distance of an object whose relative velocity is zero relative to the vehicle.
  • the radar distance detection unit 101 ends the series of processes shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the transmission time Tsweep used to calculate the reference transmission pulse number N and the frame cycle Tframe.
  • the transmission pulse parameter calculator 231 calculates the transmission time Tsweep per pulse using the following formula (1).
  • Vmax is the maximum vehicle speed used for parking space detection
  • ⁇ is the wavelength of the radar wave transmitted from the transmitter of the radar distance detector 101 .
  • the transmission pulse parameter calculator 231 calculates a frame period Tframe that satisfies the distance accuracy from the current vehicle speed V using the following formula (2).
  • Xacc is the distance accuracy in the X-axis direction (the direction corresponding to the lateral direction of the vehicle).
  • the transmission pulse parameter calculator 231 calculates the reference number of transmission pulses N by the following formula (3).
  • the distance accuracy Xacc is a design matter, and as an example, it is set to "10 cm” (but not limited to this).
  • the maximum vehicle speed Vmax is a design matter, and as an example, it is set to "30 km/h” (but not limited to this).
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the reference transmission pulse number N and the transmission pulse number M in one detection period.
  • the transmission pulse parameter calculator 231 calculates the reference number of transmission pulses Nmin required at the maximum vehicle speed Vmax and the reference number Nmin of transmission pulses required at the current vehicle speed V by the calculation method shown in FIG. and However, when the current vehicle speed V exceeds the maximum vehicle speed Vmax, the transmission pulse parameter calculator 231 calculates the reference transmission pulse number N assuming that the current vehicle speed V is the maximum vehicle speed Vmax.
  • the transmission pulse parameter calculator 231 adds the reference number of transmission pulses to the number M of transmission pulses. Set Nmin. Further, the complementary parameter calculator 232 sets the number of pulses I to be used to the number of pulses M to be transmitted.
  • the transmission pulse parameter calculator 231 sets the transmission pulse number M to (reference Set the transmission pulse number N/threshold B). Further, the complementary parameter calculator 232 sets the number of pulses I to be used to the number of pulses M to be transmitted.
  • the complementary parameter calculation unit 232 calculates the pseudo received signal number K by the following formula (4).
  • FIG. 6 shows an example in which the reference transmission pulse number Nmin required for one detection period is "16" when the vehicle speed is maximum.
  • Example of signals sent and received 7A to 7C are diagrams showing examples of signals transmitted and received by the radar device 100 according to one embodiment.
  • the upper solid line indicates the waveform of the transmission signal including a plurality of transmission pulses
  • the lower solid line indicates the waveform of the reception signal including a plurality of reception pulses
  • the lower dotted line indicates the waveform of the pseudo reception signal.
  • the transmitter 210 of the radar device 100 transmits a transmission signal including a plurality of frequency-modulated transmission pulses.
  • the radar apparatus 100 receives a reflected signal including the same number of received pulses as the transmitted pulses by the receiving section 220 .
  • the number of transmitted pulses and the number of received pulses are both "4" regardless of the vehicle speed.
  • the pseudo received signal number K is changed. Specifically, as the vehicle speed decreases, the number of pulses required to satisfy a predetermined distance detection accuracy (that is, the number of reference transmission pulses N) increases, and accordingly, the number of pseudo received signals K is increased. there is As a result, the radar apparatus 100 according to an embodiment can pseudo-increase the number of pulses in the received signal while suppressing power consumption by reducing the number of pulses in the actually transmitted transmission signal. The distance to can be detected with high accuracy.
  • the pseudo-signal generator 234 uses the following statistical method to generate a coefficient aN that minimizes the prediction error from the M received pulses X1, X2, . . . , XM .
  • a simulated received signal can be generated using the calculated coefficients aN .
  • the statistical method described below is merely an example, and the pseudo signal generator 234 may use some other statistical method to generate the pseudo received signal.
  • the pseudo signal generator 234 calculates the predicted value of the received pulse X 1 by linear combination (weighted sum) of the received pulses X 2 to X M according to the following formula (5).
  • the pseudo signal generation unit 234 calculates the difference value between the measured value and the predicted value of the received pulse X1 as the backward error using the following formula ( 6 ).
  • the pseudo signal generator 234 calculates the predicted value of the received pulse X M by linear combination (weighted sum) of the received pulses X M ⁇ 1 to X 1 according to Equation (7) below.
  • the pseudo signal generation unit 234 calculates the difference value between the measured value and the predicted value of the received pulse XM as the forward error using the following formula (8).
  • the pseudo signal generator 234 calculates the coefficients a 2 to a N that minimize the sum of squares of the backward error and the forward error.
  • the pseudo signal generator 234 can calculate the received pulse X M+1 as a pseudo received signal by the following formula (9) using the calculated coefficients a 2 to a N.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of generation of a parking space image by the radar device 100 according to one embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a parking space image generated by the radar device 100 according to one embodiment.
  • FIG. 8 shows an example in which the vehicle 10 is parked in the parking lot 14.
  • radar device 100 mounted on vehicle 10 has radar transmitter/receiver 100A at each of the left front corner and right front corner of vehicle 10 .
  • Each radar transmitter/receiver 100A can transmit radar waves (transmission signals) toward detection areas 12 diagonally forward left and diagonally right forward of the vehicle, and receive reflected signals from objects present in the detection areas 12. be able to.
  • the vehicle 10 passes through the aisle 14C between the left parking space 14A and the right parking space 14B of the parking lot 14. Thereby, the radar transmitter/receiver 100A can scan (transmit and receive signals) the entire parking space 14A and the parking space 14B using each radar transmitter/receiver 100A.
  • the radar device 100 detects the distance to the object existing in the parking space 14A on the left side of the vehicle 10 and the distance to the object on the right side of the vehicle 10 for each predetermined detection cycle. , and based on the detection results, a parking space image 20 of the parking lot 14 can be generated as shown in FIG.
  • the radar apparatus 100 suppresses the number M of transmission pulses that are actually transmitted in each detection cycle, and compensates for the shortage of received pulses with a pseudo received signal, thereby reducing the power consumption. It is possible to detect the distance to the object with high accuracy while suppressing the distance to the object.
  • the parking space image 20 includes a parking space image 21, a parking space image 22, a vehicle image 23, and a parking available frame image 24.
  • the parking space image 21 is a planar image of the parking space 14A, in which areas where objects exist are displayed in white and areas where no objects exist are displayed in black.
  • the parking space image 22 is a planar image of the parking space 14B, in which areas where objects exist are displayed in white and areas where no objects exist are displayed in black.
  • the vehicle image 23 is a planar image of the vehicle 10, and is displayed at a position corresponding to the current position of the vehicle 10 in the parking space image 20. That is, in the parking space image 20, the display position of the vehicle 10 changes as the vehicle 10 moves.
  • the parking frame image 24 is a rectangular frame-shaped image showing a space in which the vehicle 10 can be parked.
  • the parking frame image 24 indicates, in the shape of a rectangular frame, a region of a predetermined size or larger where the vehicle 10 can be parked, among the regions (black portions) where no object exists in the parking space image 21 and the parking space image 22. .
  • the radar device 100 By displaying such a parking space image 20 on the display 109, the radar device 100 according to one embodiment informs the user (such as the driver of the vehicle 10) of the space in the parking lot 14 where the vehicle 10 can be parked. can be easily grasped visually.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

レーダ装置は、車両の速度を取得する車両速度取得部と、車両の進行方向に直交する方向を含む領域に向けて送信信号を送信する送信部と、送信部によって送信された送信信号の反射信号を受信する受信部と、受信部によって受信された反射信号に基づいて、車両速度取得部によって取得された車両の速度に応じた数の、疑似受信信号を生成する疑似信号生成部と、受信部によって受信された反射信号と、疑似信号生成部によって生成された疑似受信信号とに基づいて、車両の進行方向に直交する方向に存在する物体までの距離を検出する距離検出部とを備える。

Description

レーダ装置
　本発明は、レーダ装置に関する。
　特許文献１には、探索範囲内に光を照射して、その物体による反射光を受光することにより、物体までの距離を検出するレーダ装置に関し、消費電力を低減することを目的として、自車両が指定作動を行っている場合、光の受光回数および発光回数を減らす技術が開示されている。
特開２０１８－２５４４９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術は、光の受光回数および発光回数を減らすために、物体までの距離の検出精度が低下する虞がある。
　一実施形態に係るレーダ装置は、車両の速度を取得する車両速度取得部と、車両の進行方向に直交する方向を含む領域に向けて送信信号を送信する送信部と、送信部によって送信された送信信号の反射信号を受信する受信部と、受信部によって受信された反射信号に基づいて、車両速度取得部によって取得された車両の速度に応じた数の、疑似受信信号を生成する疑似信号生成部と、受信部によって受信された反射信号と、疑似信号生成部によって生成された疑似受信信号とに基づいて、車両の進行方向に直交する方向に存在する物体までの距離を検出する距離検出部とを備える。
　一実施形態に係るレーダ装置によれば、車両の周囲の物体までの距離を高精度に検出でき、且つ、信号の送受信に係る消費電力を抑制できることが可能なレーダ装置を提供することができる。
一実施形態に係るレーダ装置のシステム構成図 一実施形態に係るレーダ装置が備えるレーダ距離検出部の構成を示す図 一実施形態に係るレーダ装置による処理の手順の一例を示すフローチャート 一実施形態に係るレーダ装置が備えるレーダ距離検出部による距離検出処理の手順の一例を示すフローチャート 基準送信パルス数の算出に用いられる送信時間とフレーム周期との関係を示す図 １検出周期における基準送信パルス数Ｎと送信パルス数Ｍとの関係を示す図 一実施形態に係るレーダ装置によって送受信される信号の一例を示す図 一実施形態に係るレーダ装置によって送受信される信号の一例を示す図 一実施形態に係るレーダ装置によって送受信される信号の一例を示す図 一実施形態に係るレーダ装置による駐車空間画像の生成例を説明するための図 一実施形態に係るレーダ装置によって生成された駐車空間画像の一例を示す図
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
　（レーダ装置１００のシステム構成）
　図１は、一実施形態に係るレーダ装置１００のシステム構成図である。図１に示すように、レーダ装置１００は、レーダ距離検出部１０１、カメラ距離検出部１０２、車速・座標検出部１０３、メモリ１０４、レーダ障害物マップ生成部１０５、カメラ障害物マップ生成部１０６、駐車空間検出部１０７、駐車空間画像生成部１０８、およびディスプレイ１０９を備える。
　レーダ距離検出部１０１は、レーダ波を用いて、車両の側方（「車両の進行方向に直交する方向」の一例）に存在する物体まで距離を検出する。
　カメラ距離検出部１０２は、カメラを用いて、車両の側方の画像を撮像し、当該画像に対する画像認識処理を行うことにより、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。
　車速・座標検出部１０３は、車両の速度および座標を取得する。例えば、車速・座標検出部１０３は、車両に搭載されている各種センサまたはＥＣＵ等から、車両の速度および座標を取得する。すなわち、車速・座標検出部１０３は、「車両速度取得部」としての機能を有する。
　メモリ１０４は、レーダ距離検出部１０１によって検出された物体までの距離、カメラ距離検出部１０２によって検出された物体までの距離、ならびに、車速・座標検出部１０３によって検出された車両の速度および座標を格納する。
　レーダ障害物マップ生成部１０５は、レーダ距離検出部１０１によって検出された複数の距離（物体までの距離）に基づいて、レーダ障害物マップを生成する。レーダ障害物マップは、レーダ距離検出部１０１によって検出された、車両を中心とする車両の周辺領域における物体（障害物）の有無を、二次元のマトリクス状で示すものである。
　カメラ障害物マップ生成部１０６は、カメラ距離検出部１０２によって検出された複数の距離（物体までの距離）に基づいて、カメラ障害物マップを生成する。カメラ障害物マップは、カメラ距離検出部１０２によって検出された、車両を中心とする車両の周辺領域における物体（障害物）の有無を、二次元のマトリクス状で示すものである。
　駐車空間検出部１０７は、レーダ障害物マップ生成部１０５によって生成されたレーダ障害物マップと、カメラ障害物マップ生成部１０６によって生成されたカメラ障害物マップとに基づいて、車両の周囲に存在する駐車可能な駐車空間を検出する。例えば、駐車空間検出部１０７は、レーダ障害物マップおよびカメラ障害物マップに基づいて、車両の周辺領域において、車両を駐車するのに十分なサイズを有する矩形枠状の物体（障害物）が存在しないスペースを、駐車可能な駐車空間として検出する。
　駐車空間画像生成部１０８は、駐車空間検出部１０７によって検出された駐車空間の画像を生成する。例えば、駐車空間画像生成部１０８は、車両を中心とする車両の周辺領域を表す二次元画像を生成し、当該二次元画像において、駐車空間を所定の強調表示方法（例えば、矩形枠を表示させる等）によって強調表示することにより、駐車空間の画像を生成する。
　ディスプレイ１０９は、駐車空間画像生成部１０８によって生成された駐車空間の画像を表示する。
　（レーダ距離検出部１０１の構成）
　図２は、一実施形態に係るレーダ装置１００が備えるレーダ距離検出部１０１の構成を示す図である。
　図２に示すように、レーダ距離検出部１０１は、送信部２１０、受信部２２０、および信号処理部２３０を備える。
　送信部２１０は、車両の側方に向けて送信信号（レーダ波）を送信する。特に、送信部２１０は、一検出周期毎に、Ｍ個の送信パルスを含む送信信号を送信する。但し、Ｍは、送信パルスパラメータ算出部２３１によって算出された送信パルス数（すなわち、所定の距離検出精度を満たす基準送信パルス数Ｎより少ない数である送信パルス数）である。
　具体的には、送信部２１０は、コントローラ２１１、変調器２１２、発振器２１３、増幅器２１４、および送信アンテナ２１５を備える。コントローラ２１１は、送信符号を生成する。変調器２１２は、コントローラ２１１によって生成された送信符号を周波数変調することによって、変調信号を生成する。発振器２１３は、変調器２１２によって生成された変調信号に応じた発振周波数の送信信号（例えば、ＦＭＣＷ波等のレーダ波）を生成する。増幅器２１４は、発振器２１３によって生成された送信信号の信号レベルを増幅する。送信アンテナ２１５は、増幅器２１４によって増幅された送信信号を空間に放射する。
　受信部２２０は、送信部２１０によって送信信号が送信される毎に、送信部２１０によって送信された送信信号の反射信号を受信する。すなわち、受信部２２０は、送信部２１０によってＭ個の送信パルスを含む送信信号が送信されたことに応じて、Ｍ個の受信パルスを含む反射信号を受信する。
　具体的には、受信部２２０は、受信アンテナ２２１、増幅器２２２、ミキサ２２３、およびＡ／Ｄ２２４を備える。受信アンテナ２２１は、空間から反射信号を受信する。増幅器２２２は、受信アンテナ２２１によって受信された反射信号を増幅する。ミキサ２２３は、送信信号と反射信号とを混合することによって位相検波し、中間周波数信号を生成する。Ａ／Ｄ２２４は、ミキサ２２３によって生成された中間周波数信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータである。受信部２２０は、Ａ／Ｄ２２４から出力された中間周波数信号（デジタル信号）を、信号処理部２３０へ出力する。
　なお、送信部２１０および受信部２２０は、例えば、車両の側方が信号の送受信方向となるように車両に設置されるレーダ送受信機１００Ａによって実現される。
　信号処理部２３０は、送信パルスパラメータ算出部２３１、補完パラメータ算出部２３２、ＦＦＴ部２３３、疑似信号生成部２３４、および距離検出部２３５を有する。
　送信パルスパラメータ算出部２３１は、送信パルスパラメータとして、基準送信パルス数Ｎおよび送信パルス数Ｍを算出する。基準送信パルス数Ｎは、所定の距離検出精度を満たすのに必要な送信パルス数（１検出周期毎の送信パルス数）である。送信パルスパラメータ算出部２３１は、車速・座標検出部１０３によって取得された車両の速度が低いほど、基準送信パルス数Ｎにより大きい値を設定する。車両の速度が低いほど、車両と物体との相対速度が小さくなるため、分解能を高める必要があるからである。送信パルス数Ｍは、実際に送信部２１０によって送信する送信パルス数（１検出周期毎の送信パルス数）である。
　補完パラメータ算出部２３２は、補完パラメータとして、疑似受信信号数Ｋおよび利用パルス数Ｉを算出する。疑似受信信号数Ｋは、所定の距離検出精度を満たすのに必要な疑似受信信号の数である。すなわち、疑似受信信号数Ｋは、基準送信パルス数Ｎ－送信パルス数Ｍによって求められる。利用パルス数Ｉは、Ｍ個の受信パルスのうち、疑似受信信号の生成に利用する受信パルスの数である。
　ＦＦＴ部２３３は、受信部２２０によって受信された反射信号（具体的には、受信部２２０から出力される中間周波数信号）をフーリエ変換することによって、物体までの距離を示す距離データ（周波数スペクトル）を生成する。ＦＦＴ部２３３は、送信部２１０が、Ｍ個の送信パルスを含む送信信号を連続的に複数回送信し、受信部２２０がＭ個の受信パルスを含む反射信号を連続的に複数回受信するのに応じて、複数の距離データを連続的に生成する。
　疑似信号生成部２３４は、受信部２２０によって受信された複数の受信パルスを含む反射信号に基づいて、補完パラメータ算出部２３２によって算出された疑似受信信号数Ｋ（すなわち、車速・座標検出部１０３によって取得された車両の速度に応じた数）の、疑似受信信号を生成する。
　特に、疑似信号生成部２３４は、一検出周期毎に、車速・座標検出部１０３によって取得された車両の速度に応じた基準送信パルス数Ｎと、送信部２１０による送信信号の送信パルス数Ｍとの差数であるＫ個の疑似受信信号を生成する。
　また、疑似信号生成部２３４は、受信部２２０によって受信されたＭ個のパルスを含む反射信号に基づいて、統計的演算を用いて、Ｋ個の疑似受信信号を生成する。
　距離検出部２３５は、受信部２２０によって受信されたＭ個の受信パルスを含む反射信号と、疑似信号生成部２３４によって生成されたＫ個の疑似受信信号とに基づいて、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。具体的には、距離検出部２３５は、Ｍ個の受信パルスとＫ個の疑似受信信号とに対してコヒーレント積分を行うことにより、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。
　（レーダ装置１００による処理の手順の一例）
　図３は、一実施形態に係るレーダ装置１００による処理の手順の一例を示すフローチャートである。
　まず、車速・座標検出部１０３が、車両の速度および座標の取得を開始する（ステップＳ３０１）。例えば、車速・座標検出部１０３は、所定のサンプリング周期毎（例えば、１秒毎、０．５秒毎、等）に、車速センサ、位置センサ等を用いて、車両の速度および座標を取得する。
　次に、レーダ装置１００は、ステップＳ３０２～Ｓ３０４と、ステップＳ３０５～Ｓ３０７とを並行して実行する。
　＜ステップＳ３０２～Ｓ３０４＞
　ステップＳ３０２では、カメラ距離検出部１０２が、カメラを用いて、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。例えば、カメラ距離検出部１０２は、車両の側方を向くように車両に設けられたカメラを用いて、所定のサンプリング周期毎（例えば、１秒毎、０．５秒毎、等）に、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する。
　次に、レーダ装置１００は、車速・座標検出部１０３によって取得された座標に基づいて、所定の距離を走行したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。
　ステップＳ３０３において、所定の距離を走行していないと判断された場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、レーダ装置１００は、ステップＳ３０２を再度実行する。
　一方、ステップＳ３０３において、所定の距離を走行したと判断された場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、カメラ障害物マップ生成部１０６が、カメラ距離検出部１０２によって検出された複数の距離に基づいて、カメラ障害物マップを生成する（ステップＳ３０４）。
　＜ステップＳ３０５～Ｓ３０７＞
　ステップＳ３０５では、レーダ距離検出部１０１が、レーダ波を用いて、車両の側方に存在する物体まで距離を検出する。例えば、レーダ距離検出部１０１は、車両の側方を向くように車両に設けられたレーダ送受信機１００Ａ（すなわち、送信部２１０および受信部２２０）を用いて、所定のサンプリング周期毎（例えば、１秒毎、０．５秒毎、等）に、車両の側方に存在する物体まで距離を検出する。
　次に、レーダ装置１００は、車速・座標検出部１０３によって取得された座標に基づいて、所定の距離を走行したか否かを判断する（ステップＳ３０６）。
　ステップＳ３０６において、所定の距離を走行していないと判断された場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、レーダ装置１００は、ステップＳ３０５を再度実行する。
　一方、ステップＳ３０６において、所定の距離を走行したと判断された場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、レーダ障害物マップ生成部１０５が、レーダ距離検出部１０１によって検出された複数の距離に基づいて、レーダ障害物マップを生成する（ステップＳ３０７）。
　＜ステップＳ３０８～＞
　ステップＳ３０４でカメラ障害物マップが生成され、且つ、ステップＳ３０７でレーダ障害物マップが生成されると、駐車空間検出部１０７が、レーダ障害物マップと、カメラ障害物マップとに基づいて、車両の周囲に存在する駐車空間を検出する（ステップＳ３０８）。
　次に、駐車空間画像生成部１０８が、ステップＳ３０８で検出された駐車空間の画像を生成する（ステップＳ３０９）。
　そして、ディスプレイ１０９が、ステップＳ３０９で生成された駐車空間の画像を表示し（ステップＳ３１０）、レーダ装置１００は、図３に示す一連の処理を終了する。
　（レーダ距離検出部１０１による距離検出処理の手順の一例）
　図４は、一実施形態に係るレーダ装置１００が備えるレーダ距離検出部１０１による距離検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。図４は、図３に示したレーダ距離検出部１０１による距離検出処理（ステップＳ３０５）の手順の一例を詳細に示す。
　まず、レーダ距離検出部１０１は、初回実行であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。
　ステップＳ４０１において、初回実行であると判断された場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、レーダ距離検出部１０１は、送信パルス数Ｍ、疑似受信信号数Ｋ、および利用パルス数Ｉの各々に所定の初期値を設定する（ステップＳ４０２）。そして、レーダ距離検出部１０１は、ステップＳ４０９へ処理を進める。
　一方、ステップＳ４０１において、初回実行ではないと判断された場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、レーダ距離検出部１０１は、車速の変化が所定の閾値Ａ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０３）。
　ステップＳ４０３において、車速の変化が所定の閾値Ａ以上ではないと判断された場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、レーダ距離検出部１０１は、ステップＳ４０９へ処理を進める。
　一方、ステップＳ４０３において、車速の変化が所定の閾値Ａ以上であると判断された場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、送信パルスパラメータ算出部２３１が、基準送信パルス数Ｎ，Ｎｍｉｎを算出する（ステップＳ４０４）。
　そして、レーダ距離検出部１０１は、Ｎ／Ｎｍｉｎが所定の閾値Ｂ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０５）。
　ステップＳ４０５において、Ｎ／Ｎｍｉｎが所定の閾値Ｂ以上であると判断されば場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、送信パルスパラメータ算出部２３１が、送信パルス数ＭにＮ／Ｂを設定し、補完パラメータ算出部２３２が、利用パルス数ＩにＭを設定する（ステップＳ４０７）。そして、補完パラメータ算出部２３２が、疑似受信信号数Ｋ＝Ｎ－Ｍを算出し（ステップＳ４０８）、レーダ距離検出部１０１は、ステップＳ４０９へ処理を進める。
　一方、ステップＳ４０５において、Ｎ／Ｎｍｉｎが所定の閾値Ｂ以上ではないと判断された場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、送信パルスパラメータ算出部２３１が、送信パルス数ＭにＮｍｉｎを設定し、補完パラメータ算出部２３２が、利用パルス数ＩにＭを設定する（ステップＳ４０６）。そして、補完パラメータ算出部２３２が、疑似受信信号数Ｋ＝Ｎ－Ｍを算出し（ステップＳ４０８）、レーダ距離検出部１０１は、ステップＳ４０９へ処理を進める。
　ステップＳ４０９では、送信部２１０が、車両の側方に向けてＭ個の送信パルスを含む送信信号を送信し、受信部２２０が、Ｍ個の受信パルスを含む反射信号を受信する。但し、Ｍは、ステップＳ４０２、ステップＳ４０６、またはステップＳ４０７で設定された送信パルス数Ｍである。
　次に、ＦＦＴ部２３３が、ステップＳ４０９で受信されたＭ個の受信パルスを含む反射信号に基づいて生成された中間周波数信号をフーリエ変換することによって、物体までの距離を示すＭ個の距離データを生成する（ステップＳ４１０）。
　次に、疑似信号生成部２３４が、ステップＳ４０９で受信されたＭ個の受信パルスから、ステップＳ４１０で生成された距離データのうちのＩ個の受信パルスから得られた距離データに基づいて、Ｋ個の疑似受信信号を生成する（ステップＳ４１１）。疑似受信信号は、Ｉ個の受信パルスから生成された距離データから得られた疑似距離データである。但し、Ｋは、ステップＳ４０２またはステップＳ４０８で設定された疑似受信信号数である。また、Ｉは、ステップＳ４０２、ステップＳ４０６、またはステップＳ４０７で設定された利用パルス数である。
　次に、距離検出部２３５が、ステップＳ４１０で生成されたＭ個の距離データと、ステップＳ４１１で生成されたＫ個の疑似受信信号とに対してコヒーレント積分を行うことにより、車両の側方に存在する物体までの距離を検出する（ステップＳ４１２）。
　距離検出部２３５は、コヒーレント積分を行うことにより、ＦＦＴ変換で得られる結果のうち、周波数ゼロのスペクトル強度を、車両との相対速度が０である物体の距離として検出することができる。
　その後、レーダ距離検出部１０１は、図４に示す一連の処理を終了する。
　（基準送信パルス数Ｎの算出例）
　図５を参照して、送信パルスパラメータ算出部２３１による基準送信パルス数Ｎの算出例について説明する。図５は、基準送信パルス数Ｎの算出に用いられる送信時間Ｔｓｗｅｅｐとフレーム周期Ｔｆｒａｍｅとの関係を示す図である。
　まず、送信パルスパラメータ算出部２３１は、下記数式（１）により、１パルスあたりの送信時間Ｔｓｗｅｅｐを算出する。但し、Ｖｍａｘは、駐車スペース検出で利用する最大車両速度であり、λは、レーダ距離検出部１０１の送信部から送信されるレーダ波の波長である。
　Ｔｓｗｅｅｐ＝４（Ｖｍａｘ×λ）　・・・（１）
　次に、送信パルスパラメータ算出部２３１は、下記数式（２）により、現在の車両速度Ｖから、距離精度を満足するフレーム周期Ｔｆｒａｍｅを算出する。但し、ＸａｃｃはＸ軸方向（車両の左右方向に対応する方向）の距離精度である。
　Ｔｆｒａｍｅ＝Ｘａｃｃ／Ｖ　・・・（２）
　次に、送信パルスパラメータ算出部２３１は、下記数式（３）により、基準送信パルス数Ｎを算出する。
　Ｎ＝Ｔｆｒａｍｅ／Ｔｓｗｅｅｐ　・・・（３）
　なお、距離精度Ｘａｃｃは設計事項であり、一例として「１０ｃｍ」（但し、これに限らない。）が設定される。また、最大車両速度Ｖｍａｘは設計事項であり、一例として「３０ｋｍ／ｈ」（但し、これに限らない。）が設定される。
　（疑似受信信号数Ｋおよび利用パルス数Ｉの算出例）
　図６を参照して、補完パラメータ算出部２３２による疑似受信信号数Ｋおよび利用パルス数Ｉの算出例について説明する。図６は、１検出周期における基準送信パルス数Ｎと送信パルス数Ｍとの関係を示す図である。
　事前に、送信パルスパラメータ算出部２３１が、図５に示す算出方法により、最大車両速度Ｖｍａｘのときに必要な基準送信パルス数Ｎｍｉｎと、現在の車両速度Ｖのときに必要な基準送信パルス数Ｎとを算出する。但し、送信パルスパラメータ算出部２３１は、現在の車両速度Ｖが最大車両速度Ｖｍａｘを超える場合、現在の車両速度Ｖが最大車両速度Ｖｍａｘであるものとして、基準送信パルス数Ｎを算出する。
　（基準送信パルス数Ｎ／基準送信パルス数Ｎｍｉｎ）が閾値Ｂ（例えば４）以下の場合、すなわち、車速が比較的速い場合、送信パルスパラメータ算出部２３１は、送信パルス数Ｍに基準送信パルス数Ｎｍｉｎを設定する。また、補完パラメータ算出部２３２は、利用パルス数Ｉに送信パルス数Ｍを設定する。
　一方、（基準送信パルス数Ｎ／基準送信パルス数Ｎｍｉｎ）が閾値Ｂ（例えば４）を超える場合、すなわち、車速が比較的遅い場合、送信パルスパラメータ算出部２３１は、送信パルス数Ｍに（基準送信パルス数Ｎ／閾値Ｂ）を設定する。また、補完パラメータ算出部２３２は、利用パルス数Ｉに送信パルス数Ｍを設定する。
　そして、補完パラメータ算出部２３２は、下記数式（４）により、疑似受信信号数Ｋを算出する。
　Ｋ＝Ｎ－Ｍ・・・（４）
　例えば、図６は、車両速度が最大のときに１検出周期に必要な基準送信パルス数Ｎｍｉｎを「１６」とした例を示す。この場合、１検出周期分の波形を再現するためには、少なくとも送信パルス数Ｍを「４」以上（１／４周期分以上）とする必要がある。この考えに基づき、閾値Ｂを「４」とすることが好ましい。そして、車両速度が最大よりも低い場合、１検出周期に必要な基準送信パルス数Ｎが大きくなる。この場合、（Ｍ＝基準送信パルス数Ｎ／閾値Ｂ）によって、送信パルス数Ｍを大きくすることで、送信パルス数Ｍを「４」以上（１／４周期分以上）とすることができる。
　（送受信される信号の一例）
　図７Ａ～図７Ｃは、一実施形態に係るレーダ装置１００によって送受信される信号の一例を示す図である。図７Ａ～図７Ｃにおいて、上段の実線は複数の送信パルスを含む送信信号の波形を示し、下段の実線は複数の受信パルスを含む受信信号の波形を示し、下段の点線は疑似受信信号の波形を示す。
　図７Ａ～図７Ｃは、一実施形態に係るレーダ装置１００は、送信部２１０により、周波数変調された複数の送信パルスを含む送信信号を送信する。これに応じて、一実施形態に係るレーダ装置１００は、受信部２２０により、送信パルスと同数の受信パルスを含む反射信号を受信する。図７Ａ～図７Ｃに示す例では、車速に関わらず、送信パルス数と受信パルス数はいずれも「４」である。
　一方、図７Ａ～図７Ｃに示す例では、車速の変化に伴う所定の距離検出精度を満たすのに必要なパルス数（すなわち、基準送信パルス数Ｎ）の変化に応じて、疑似受信信号数Ｋを変化させるようにしている。具体的には、車速が低いほど、所定の距離検出精度を満たすのに必要なパルス数（すなわち、基準送信パルス数Ｎ）が増加するのに応じて、疑似受信信号数Ｋを増やすようにしている。これにより、一実施形態に係るレーダ装置１００は、実際に送信する送信信号のパルス数を少なくすることで消費電力を抑制しつつ、受信信号のパルス数を疑似的に増やすことができるため、物体までの距離を高精度に検出することができる。
　（疑似受信信号生成方法の一例）
　例えば、疑似信号生成部２３４は、以下に示す統計的手法を用いて、Ｍ個の受信パルスＸ１，Ｘ２，・・・，ＸＭから、予測誤差を最小にするような係数ａＮを算出し、算出された係数ａＮを用いて、疑似受信信号を生成することができる。但し、以下に示す統計的手法は一例であり、疑似信号生成部２３４は、その他の何らかの統計的手法を用いて、疑似受信信号を生成してもよい。
　まず、疑似信号生成部２３４は、下記数式（５）により、受信パルスＸ１の予測値を、受信パルスＸ２～ＸＭの線形結合（ウェイト和）によって算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　次に、疑似信号生成部２３４は、下記数式（６）により、受信パルスＸ１の実測値と予測値との差分値を、後方誤差として算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　次に、疑似信号生成部２３４は、下記数式（７）により、受信パルスＸＭの予測値を、受信パルスＸＭ－１～Ｘ１の線形結合（ウェイト和）によって算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　次に、疑似信号生成部２３４は、下記数式（８）により、受信パルスＸＭの実測値と予測値との差分値を、前方誤差として算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　次に、疑似信号生成部２３４は、後方誤差および前方誤差の２乗和が最小となる係数ａ２～ａＮを算出する。
　そして、疑似信号生成部２３４は、算出された係数ａ２～ａＮを用いた下記数式（９）により、受信パルスＸＭ+１を疑似受信信号として算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　（駐車空間画像の生成例）
　次に、図８および図９を参照して、一実施形態に係るレーダ装置１００による駐車空間画像の生成例について説明する。図８は、一実施形態に係るレーダ装置１００による駐車空間画像の生成例を説明するための図である。図９は、一実施形態に係るレーダ装置１００によって生成された駐車空間画像の一例を示す図である。
　図８は、車両１０が駐車場１４に駐車する例を示す。図８に示すように、車両１０に搭載されたレーダ装置１００は、車両１０の左前角部および右前角部の各々に、レーダ送受信機１００Ａを有する。各レーダ送受信機１００Ａは、車両の左斜め前方および右斜め前方の検出エリア１２に向けてレーダ波（送信信号）を送信することができ、検出エリア１２に存在する物体からの反射信号を受信することができる。
　駐車空間画像を生成するために、車両１０は、駐車場１４の左側の駐車スペース１４Ａと右側の駐車スペース１４Ｂとの間の通路１４Ｃを通り過ぎる。これにより、レーダ送受信機１００Ａは、各レーダ送受信機１００Ａを用いて、駐車スペース１４Ａおよび駐車スペース１４Ｂの全域をスキャン（信号の送受信）することができる。
　そして、レーダ装置１００は、各レーダ送受信機１００Ａのスキャン結果に基づいて、所定の１検出周期毎に、車両１０の左側方の駐車スペース１４Ａに存在する物体までの距離と、車両１０の右側方の駐車スペース１４Ｂに存在する物体までの距離とを検出し、これらの検出結果に基づいて、図９に示すように、駐車場１４の駐車空間画像２０を生成することができる。
　この際、レーダ装置１００は、これまでに説明したとおり、一検出周期毎に、実際に送信する送信パルス数Ｍを抑制しつつ、受信パルスの不足分を疑似受信信号によって補うことで、消費電力を抑制しつつ、物体までの距離を高精度に距離を検出することができる。
　図９に示すように、駐車空間画像２０は、駐車スペース画像２１と、駐車スペース画像２２と、車両画像２３と、駐車可能枠画像２４を含む。
　駐車スペース画像２１は、駐車スペース１４Ａの平面画像であり、物体が存在する領域が白色で表示されており、物体が存在しない領域が黒色で表示されている。
　駐車スペース画像２２は、駐車スペース１４Ｂの平面画像であり、物体が存在する領域が白色で表示されており、物体が存在しない領域が黒色で表示されている。
　車両画像２３は、車両１０の平面画像であり、駐車空間画像２０において、車両１０の現在位置と対応する位置に表示される。すなわち、駐車空間画像２０において、車両１０の移動に伴って、車両１０の表示位置が変化する。
　駐車可能枠画像２４は、車両１０が駐車可能なスペースを示す矩形枠状の画像である。駐車可能枠画像２４は、駐車スペース画像２１および駐車スペース画像２２に対し、物体が存在しない領域（黒色部分）のうち、車両１０が駐車可能な所定のサイズ以上の領域を、矩形枠状に示す。
　一実施形態に係るレーダ装置１００は、このような駐車空間画像２０をディスプレイ１０９によって表示することにより、駐車場１４における車両１０が駐車可能なスペースを、ユーザ（車両１０の運転者等）に対して視覚的に容易に把握させることができる。
　以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
　本国際出願は、２０２１年６月２８日に出願した日本国特許出願第２０２１－１０７０６１号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
　１０　車両
　１２　検出エリア
　１４　駐車場
　１４Ａ,１４Ｂ　駐車スペース
　１４Ｃ　通路
　２０　駐車空間画像
　２１　駐車スペース画像
　２２　駐車スペース画像
　２３　車両画像
　２４　駐車可能枠画像
　１００　レーダ装置
　１００Ａ　レーダ送受信機
　１０１　レーダ距離検出部
　１０２　カメラ距離検出部
　１０３　車速・座標検出部
　１０４　メモリ
　１０５　レーダ障害物マップ生成部
　１０６　カメラ障害物マップ生成部
　１０７　駐車空間検出部
　１０８　駐車空間画像生成部
　１０９　ディスプレイ
　２１０　送信部
　２２０　受信部
　２３０　信号処理部
　２３１　送信パルスパラメータ算出部
　２３２　補完パラメータ算出部
　２３３　ＦＦＴ部
　２３４　疑似信号生成部
　２３５　距離検出部

Claims (7)

  1. 　車両の速度を取得する車両速度取得部と、
    　前記車両の進行方向に直交する方向を含む領域に向けて送信信号を送信する送信部と、
    　前記送信部によって送信された前記送信信号の反射信号を受信する受信部と、
    　前記受信部によって受信された前記反射信号に基づいて、前記車両速度取得部によって取得された前記車両の速度に応じた数の、疑似受信信号を生成する疑似信号生成部と、
    　前記受信部によって受信された前記反射信号と、前記疑似信号生成部によって生成された前記疑似受信信号とに基づいて、前記車両の進行方向に直交する方向に存在する物体までの距離を検出する距離検出部と
    　を備えることを特徴とするレーダ装置。
  2. 　前記送信部は、
    　所定の距離検出精度を満たす基準送信パルス数より少ないパルス数の前記送信信号を送信し、
    　前記疑似信号生成部は、
    　前記車両速度取得部によって取得された前記車両の速度に応じた前記基準送信パルス数と、前記送信信号のパルス数との差数の前記疑似受信信号を生成する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
  3. 　前記基準送信パルス数は、前記車両速度取得部によって取得された前記車両の速度が低いほど多い
    　ことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
  4. 　前記距離検出部は、
    　前記車両との相対速度がゼロである前記物体までの距離を検出する
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
  5. 　前記疑似信号生成部は、
    　前記受信部によって受信された前記反射信号に基づいて、統計的演算を用いて、前記疑似受信信号を生成する
    　を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
  6. 　前記距離検出部によって検出された前記物体までの距離に基づいて、前記車両の周囲に存在する駐車可能な駐車空間を検出する駐車空間検出部
    　を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレーダ装置。
  7. 　前記距離検出部によって検出された複数の前記物体までの距離に基づいて、前記駐車空間検出部によって検出された前記駐車空間の画像を生成する駐車空間画像生成部
    　を備えることを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。
PCT/JP2022/011145 2021-06-28 2022-03-11 レーダ装置 WO2023276301A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023531409A JP7548519B2 (ja) 2021-06-28 2022-03-11 レーダ装置
CN202280030328.0A CN117178205A (zh) 2021-06-28 2022-03-11 雷达装置
US18/488,413 US20240046660A1 (en) 2021-06-28 2023-10-17 Radar device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-107061 2021-06-28
JP2021107061 2021-06-28

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/488,413 Continuation US20240046660A1 (en) 2021-06-28 2023-10-17 Radar device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023276301A1 true WO2023276301A1 (ja) 2023-01-05

Family

ID=84691181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/011145 WO2023276301A1 (ja) 2021-06-28 2022-03-11 レーダ装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240046660A1 (ja)
JP (1) JP7548519B2 (ja)
CN (1) CN117178205A (ja)
WO (1) WO2023276301A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005338004A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
JP2019023595A (ja) * 2017-07-25 2019-02-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 レーダ装置
WO2020241235A1 (ja) * 2019-05-29 2020-12-03 京セラ株式会社 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム
US20210018594A1 (en) * 2019-07-15 2021-01-21 Ansys, Inc. Sensor independent reduced-order model for real-time radar simulation in a dynamic environment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005338004A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
JP2019023595A (ja) * 2017-07-25 2019-02-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 レーダ装置
WO2020241235A1 (ja) * 2019-05-29 2020-12-03 京セラ株式会社 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム
US20210018594A1 (en) * 2019-07-15 2021-01-21 Ansys, Inc. Sensor independent reduced-order model for real-time radar simulation in a dynamic environment

Also Published As

Publication number Publication date
US20240046660A1 (en) 2024-02-08
JPWO2023276301A1 (ja) 2023-01-05
JP7548519B2 (ja) 2024-09-10
CN117178205A (zh) 2023-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102252219B1 (ko) 광학 거리 측정 시스템을 이용한 적응형 스캐닝 방법과 시스템
US10481696B2 (en) Radar based user interface
US7924215B2 (en) Radar apparatus and mobile object
EP3686631A1 (en) Range finding method, range finding apparatus, and range finding system
CN111566506B (zh) 用于确定对象的至少一个参数的方法和装置
JP7111181B2 (ja) 検知装置、移動体システム、及び検知方法
EP4166984A1 (en) Distributed microwave radar imaging method and apparatus
EP3936889A1 (en) Varying waveforms across frames in frequency-modulated continuous-wave (fmcw) lidar systems
KR101079391B1 (ko) 차량에서의 벽 투과 레이더를 이용한 충돌 방지 시스템 및 방법
WO2023276301A1 (ja) レーダ装置
JP7471749B2 (ja) 移動速度の検出装置および検出方法
EP3540467B1 (en) Range finding system, range finding method, in-vehicle device, and vehicle
JP7028139B2 (ja) 報知装置及び報知方法
CN116626663A (zh) 静止目标物的检测方法、移动速度检测方法及传感器
US20220026528A1 (en) Radar device
JP2742373B2 (ja) レーダ装置
JP2022046300A (ja) 移動速度の検出装置および検出方法
JP7555667B2 (ja) 移動速度の検出装置および検出方法
JP7555666B2 (ja) 移動速度の検出装置および検出方法
WO2022191197A1 (ja) 物体位置検出装置及び方法
JP2016102675A (ja) レーダ装置及びレーダ信号処理方法
EP3933437B1 (en) Resolving return signals among pixels in frequency-modulated continuous-wave (fmcw) lidar systems
KR101580014B1 (ko) Fmcw 레이더 장치 및 그의 구동 방법
JP7566417B2 (ja) 移動速度の検出装置および検出方法
JP2011257814A (ja) 車両感知器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22832465

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023531409

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22832465

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1