WO2024128233A1 - 電子機器 - Google Patents
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Definitions
- the radar sensor 5 shown in FIG. 1 receives, from a receiving antenna, a reflected wave of a transmission wave transmitted from a transmitting antenna. In this way, the radar sensor 5 can detect a specific object 200 that exists within a specific distance from the radar sensor 5 as a target. For example, as shown in FIG. 1, the radar sensor 5 can measure the distance L between the radar sensor 5 and the specific object 200. The radar sensor 5 can also measure the relative speed between the radar sensor 5 and the specific object 200. Furthermore, the radar sensor 5 can also measure the direction in which the reflected wave from the specific object 200 arrives at the radar sensor 5 (arrival angle ⁇ ).
- the ratio of the size of the electronic device 1 and the radar sensor 5 to the size of the object 200 does not necessarily represent the actual ratio.
- the radar sensor 5 is shown protruding from the outer frame 40. However, in one embodiment, the radar sensor 5 may be hidden by the outer frame 40, i.e., may be submerged in the outer frame 40.
- the radar sensor 5 includes a control unit 10.
- the radar sensor 5 may also include other functional units, such as a transmission unit 20 and/or receiving units 30A-30D, as appropriate.
- the radar sensor 5 may include multiple receiving units, such as receiving units 30A-30D.
- receiving unit 30 when there is no need to distinguish between receiving units 30A, 30B, 30C, and 30D, they will simply be referred to as "receiving unit 30.”
- control unit 10 may include a distance FFT processing unit 11, a speed FFT processing unit 12, a determination unit 13, an arrival angle estimation unit 14, an object detection unit 15, and an object tracking unit 16. These functional units included in the control unit 10 will be described further below.
- the receiving unit 30 may include corresponding receiving antennas 31A to 31D, as shown in FIG. 2.
- receiving antennas 31 when there is no need to distinguish between receiving antennas 31A, 31B, 31C, and 31D, they will simply be referred to as "receiving antennas 31.”
- each of the multiple receiving units 30 may include an LNA 32, a mixer 33, an IF unit 34, and an AD conversion unit 35.
- the receiving units 30A to 30D may each have the same configuration. In FIG. 2, the configuration of only receiving unit 30A is shown generally as a representative example.
- the signal generating unit 21 generates a signal (transmission signal) to be transmitted as a transmission wave T from the transmitting antenna 25 under the control of the control unit 10.
- the signal generating unit 21 may assign a frequency of the transmission signal, for example, based on the control of the control unit 10.
- the signal generating unit 21 may assign a frequency of the transmission signal, for example, according to parameters set by the control unit 10.
- the signal generating unit 21 receives frequency information from the control unit 10 or an arbitrary storage unit, and generates a signal of a predetermined frequency in a frequency band such as 77 to 81 GHz.
- the signal generating unit 21 may be configured to include a functional unit such as a voltage controlled oscillator (VCO).
- VCO voltage controlled oscillator
- the signal generated by the signal generating unit 21 may be stored in advance in, for example, an arbitrary storage unit. Since chirp signals used in technical fields such as radar are known, a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate.
- the signal generated by the signal generating unit 21 is supplied to the synthesizer 22.
- frames 2 and onward may have the same configuration. Also, in FIG. 4, frames 3 and onward may have the same configuration.
- the signal generating unit 21 may generate a transmission signal as any number of frames. Also, in FIG. 4, some chirp signals are omitted. In this way, the relationship between time and frequency of the transmission signal generated by the signal generating unit 21 may be stored in, for example, any storage unit.
- the synthesizer 22 increases the frequency of the signal generated by the signal generating unit 21 to a frequency in a predetermined frequency band.
- the synthesizer 22 may increase the frequency of the signal generated by the signal generating unit 21 to a frequency selected as the frequency of the transmission wave T to be transmitted from the transmitting antenna 25.
- the frequency selected as the frequency of the transmission wave T to be transmitted from the transmitting antenna 25 may be set by, for example, the control unit 10.
- the frequency selected as the frequency of the transmission wave T to be transmitted from the transmitting antenna 25 may be stored in, for example, an arbitrary storage unit.
- the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 is supplied to the phase control unit 23 and the mixer 33.
- the phase control unit 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 based on, for example, the control by the control unit 10. In this case, the phase control unit 23 may adjust the phase of each transmission signal based on the path difference of each transmission wave T transmitted from the multiple transmission antennas 25. By the phase control unit 23 appropriately adjusting the phase of each transmission signal, the transmission waves T transmitted from the multiple transmission antennas 25 reinforce each other in a predetermined direction to form a beam (beamforming).
- the radar sensor 5 includes a transmitting antenna 25, and can transmit a transmission signal (e.g., a transmitting chirp signal) as a transmission wave T from the transmitting antenna 25.
- a transmission signal e.g., a transmitting chirp signal
- At least one of the functional units constituting the radar sensor 5 may be housed in a single housing.
- the single housing may have a structure that cannot be easily opened.
- the transmitting antenna 25, the receiving antenna 31, and the amplifier 24 may be housed in a single housing, and the housing may have a structure that cannot be easily opened.
- the transmitting antenna 25 may transmit the transmission wave T to the outside of the stationary object through a cover member such as a radar cover.
- the receiving antenna 31 receives the reflected wave R.
- the reflected wave R may be the transmitted wave T reflected by a predetermined object 200.
- the receiving antenna 31 may be configured to include multiple antennas, such as receiving antennas 31A to 31D.
- the receiving antenna 31 may be configured in the same manner as receiving antennas used in known radar technology, so a detailed description will be omitted.
- the receiving antenna 31 is connected to the LNA 32. A received signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 is supplied to the LNA 32.
- the radar sensor 5 can receive reflected waves R that are the result of a transmission wave T transmitted from a plurality of receiving antennas 31 as a transmission signal (transmission chirp signal), such as a chirp signal, being reflected by a predetermined object 200.
- a transmission signal transmission chirp signal
- a reception signal based on the received reflection wave R is referred to as a reception chirp signal. That is, the radar sensor 5 receives a reception signal (e.g., a reception chirp signal) as a reflection wave R from the receiving antenna 31.
- the receiving antenna 31 may receive the reflected wave R from the outside of the stationary object through a cover member such as a radar cover.
- the radar cover may be made of a material that allows electromagnetic waves to pass through, such as synthetic resin or rubber.
- This radar cover may be, for example, a housing for the radar sensor 5.
- one radar sensor 5 may include, for example, at least one transmitting antenna 25 and at least one receiving antenna 31.
- one radar sensor 5 may include multiple transmitting antennas 25 and multiple receiving antennas 31.
- one radar sensor may be covered with a cover member such as, for example, a radar cover.
- the LNA 32 amplifies, with low noise, the received signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31.
- the LNA 32 may be a low noise amplifier, and amplifies, with low noise, the received signal supplied from the receiving antenna 31.
- 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 RF frequency reception signal 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, thereby lowering the frequency of the beat signal to an intermediate frequency (IF (Intermediate Frequency) frequency).
- IF Intermediate Frequency
- the distance FFT processing unit 11 performs FFT processing on the beat signal digitized by the AD conversion unit 35 (in this disclosure, this will be referred to as "distance FFT processing" as appropriate).
- the distance FFT processing unit 11 may perform FFT processing on the complex signal supplied from the AD conversion unit 35.
- the beat signal digitized by the AD conversion unit 35 can be expressed as a time change in signal strength (power).
- the distance FFT processing unit 11 can express it as a signal strength (power) corresponding to each frequency.
- a complex signal corresponding to distance can be obtained based on the beat signal digitized by the AD conversion unit 35.
- the distance FFT processing unit 11 may determine that a predetermined object 200 is present at the distance corresponding to the peak. For example, a method is known in which, when a peak value equal to or greater than a threshold is detected from the average power or amplitude of a disturbance signal, such as in a detection process using a constant false alarm rate (CFAR), an object reflecting the transmitted wave (a reflecting object) is present.
- CFAR constant false alarm rate
- the radar sensor 5 can detect an object 200 reflecting a transmission wave T as a target based on a transmission signal transmitted as a transmission wave T and a reception signal received as a reflected wave R.
- the above-mentioned operation may be performed, for example, by the control unit 10 of the radar sensor 5.
- the distance FFT processing unit 11 can estimate the distance to a predetermined object based on one chirp signal (e.g., c1 shown in FIG. 3). That is, the radar sensor 5 can measure (estimate) the distance L shown in FIG. 1 by performing distance FFT processing.
- the technology for measuring (estimating) the distance to a predetermined object by performing FFT processing on a beat signal is well known, so a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate.
- the result of the distance FFT processing performed by the distance FFT processing unit 11 (e.g., distance information) 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 also be supplied to the downstream determination unit 13, arrival angle estimation unit 14, and/or object detection unit 15.
- the velocity FFT processing unit 12 performs processing to estimate the relative velocity between the radar sensor 5 and the object 200 based on the beat signal that has been subjected to distance FFT processing by the distance FFT processing unit 11.
- the velocity FFT processing unit 12 may include, for example, a processing unit that performs a fast Fourier transform.
- the velocity FFT processing unit 12 may be configured with any circuit or chip that performs fast Fourier transform (FFT) processing.
- the velocity FFT processing unit 12 may also perform a Fourier transform other than a fast Fourier transform.
- the velocity FFT processing unit 12 further performs FFT processing on the beat signal that has been subjected to distance FFT processing by the distance FFT processing unit 11 (in this disclosure, this is referred to as "velocity FFT processing" as appropriate).
- the velocity FFT processing unit 12 may perform FFT processing on the complex signal supplied from the distance FFT processing unit 11.
- the velocity FFT processing unit 12 can estimate the relative velocity with respect to a specified object based on a subframe of the chirp signal (e.g., subframe 1 shown in FIG. 3). By performing velocity FFT processing on multiple chirp signals in the velocity FFT processing unit 12, a complex signal corresponding to the relative velocity is obtained based on the complex signal corresponding to the distance obtained by the distance FFT processing unit 11.
- the relative velocity with respect to a predetermined object can be estimated by determining the phase of the peak in the result of performing velocity FFT processing on these multiple vectors. That is, the radar sensor 5 can measure (estimate) the relative velocity between the radar sensor 5 shown in FIG. 1 and the predetermined object 200 by performing velocity FFT processing.
- the technology itself for measuring (estimating) the relative velocity with respect to a predetermined object by performing velocity FFT processing on the result of distance FFT processing is well known, so a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate.
- the result of the velocity FFT processing performed by the velocity FFT processing unit 12 (e.g., velocity information) may be supplied to the determination unit 13.
- the result of the velocity FFT processing performed by the velocity FFT processing unit 12 may also be supplied to the arrival angle estimation unit 14 and/or the object detection unit 15 at the subsequent stage.
- the determination unit 13 performs a determination process for the distance and/or the relative speed based on the result of the distance FFT processing performed by the distance FFT processing unit 11 and/or the result of the speed FFT processing performed by the speed FFT processing unit 12.
- the determination unit 13 determines whether or not an object has been detected at a predetermined distance and/or a predetermined relative speed. The determination by the determination unit 13 is further explained below.
- the presence or absence of a target can be determined based on the results of performing fast Fourier transform processing on beat frequencies extracted from a received signal.
- the results of extracting beat frequencies from a received signal and performing fast Fourier transform processing also contain noise components due to clutter (unwanted reflected components). Therefore, processing may be performed to remove noise components from the results of processing the received signal and extract only the target signal.
- One method for determining whether a target is present is to set a threshold for the output of the received signal, and assume that a target is present if the strength of the reflected signal exceeds that threshold (threshold detection method). If this method is adopted, it will be determined to be a target even if the signal strength of clutter exceeds that threshold, resulting in a so-called “false alarm.” Whether or not the signal strength of this clutter exceeds the threshold is a matter of probability and statistics. The probability that the signal strength of this clutter exceeds the threshold is called the "false alarm probability.” A constant false alarm rate can be used as a method for keeping this false alarm probability low and constant.
- the constant false alarm rate is also referred to simply as CFAR.
- CFAR the assumption is made that the signal strength (amplitude) of noise follows a Rayleigh distribution. Based on this assumption, if the weights used to calculate the threshold used to determine whether a target has been detected are fixed, the error rate of target detection will theoretically be constant regardless of the amplitude of the noise.
- CFAR Cell Averaging CFAR
- CA-CFAR CA-CFAR
- OFDAR Order Statistic CFAR
- OS-CFAR Order Statistic CFAR
- the determination unit 13 may determine that an object has been detected, for example, when the result of the velocity FFT processing by the velocity FFT processing unit 12 exceeds the CFAR threshold.
- the result of the object detection determined by the determination unit 13 may be supplied to, for example, the arrival angle estimation unit 14.
- the arrival angle estimation unit 14 estimates the direction (arrival angle) in which the reflected wave R arrives from the specified object 200 based on the result of the judgment by the judgment unit 13.
- the arrival angle estimation unit 14 may estimate the arrival angle for the point judged by the judgment unit 13 to satisfy the threshold value.
- the radar sensor 5 can estimate the direction in which the reflected wave R arrives by receiving the reflected wave R from the multiple receiving antennas 31. For example, it is assumed that the multiple receiving antennas 31 are arranged at a predetermined interval. In this case, the transmission wave T transmitted from the transmission antenna 25 is reflected by the specified object 200 to become the reflected wave R, and the multiple receiving antennas 31 arranged at a predetermined interval each receive the reflected wave R.
- the arrival angle estimation unit 14 can estimate the direction in which the reflected wave R arrives at the receiving antenna 31 based on the phase of the reflected wave R received by each of the multiple receiving antennas 31 and the path difference of each reflected wave R. That is, the radar sensor 5 can measure (estimate) the arrival angle ⁇ shown in FIG. 1 based on the result of the speed FFT processing.
- the direction in which the radio waves transmitted from the radar sensor 5 are reflected by an object and arrive at the radar sensor 5 will be referred to simply as the "arrival direction” or "arrival angle.”
- the direction of an object detected by the radar sensor 5 relative to the radar sensor 5 will sometimes be referred to simply as the "arrival direction” or "arrival angle.”
- the object detection unit 15 detects an object present within the 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 14.
- the object detection unit 15 may perform object detection by, for example, performing a clustering process based on the supplied distance information, speed information, and angle information.
- An example of an algorithm used for clustering data is DBSCAN (Density-based spatial clustering of applications with noise).
- Information on the object detected by the object detection unit 15 may be supplied to, for example, the object tracking unit 16.
- Information on the distance, speed, angle, and power of the object detected in the control unit 10 may be supplied to, for example, other devices.
- the object tracking unit 16 performs processing to track (predict) the target position in the next frame of the object that has been clustered by the object detection unit 15.
- the object tracking unit 16 may predict the position in the next frame of the object that has been clustered, for example, by using a Kalman filter.
- the object tracking unit 16 may also output the tracked (predicted) position as the target position in the next frame as the detection result of the object.
- the object tracking unit 16 may output various information processed in the control unit 10.
- the radar sensor 5 can detect an object reflecting a transmission wave by transmitting the transmission wave, based on the transmission signal transmitted as the transmission wave and the reception signal received as a reflected wave of the transmission wave. As described above, the radar sensor 5 can detect (estimate) the distance from the radar sensor 5 to the object, the relative speed between the radar sensor 5 and the object, and the direction (angle) of the object relative to the radar sensor 5.
- the radar sensor 5 when fluctuations such as vibrations are transmitted to the radar sensor 5, this affects the object detection accuracy as described above.
- the shaking of the automobile can be a factor in degrading the object detection accuracy of the radar sensor 5.
- the automobile is an engine-powered vehicle
- vibrations occur all the time while the engine is running.
- EV electric vehicle
- the radar sensor 5 when the radar sensor 5 is installed in a fixed state, such as on a stationary object, it appears that the shaking of the radar sensor 5 is reduced compared to when the radar sensor 5 is installed on a moving object.
- the radar sensor 5 when the radar sensor 5 is used to detect weak vibrations such as the pulsation (heartbeat) of a human or animal body, even a very slight shaking of the radar sensor 5 can have a significant effect on the detection accuracy.
- First Embodiment 5A and 5B are diagrams showing the structure of the electronic device 1 according to the first embodiment.
- FIGS. 5A and 5B show the electronic device 1 according to the first embodiment as viewed from the front side.
- FIG. 5B shows the electronic device 1 according to the first embodiment as viewed from the back side.
- the X-axis direction may be the horizontal or left-right direction.
- the Z-axis direction may be the vertical or up-down direction.
- the positive Z-axis direction may be the (vertical) upward direction
- the negative Y-axis direction may be the (vertical) downward direction.
- the Y-axis direction may be the front-back direction.
- the positive Y-axis direction may be the forward or front (front) direction
- the negative Y-axis direction may be the backward or back direction
- the XY plane may be, for example, a plane that is approximately parallel to the ground.
- the electronic device 1 includes a radar sensor 5 and an outer frame 40.
- the radar sensor 5 has already been described in Figs. 1 to 4, so duplicate description will be omitted where appropriate.
- the radar sensor 5 transmits a transmission wave in a direction including a component in the positive Y-axis direction shown in Fig. 5A.
- the radar sensor 5 also receives a reflected wave in a direction including a component in the negative Y-axis direction shown in Fig. 5A.
- the positive Y-axis side of the radar sensor 5 will be referred to as the front side or surface of the radar sensor 5 as appropriate (see Fig. 5A).
- the negative Y-axis side of the radar sensor 5 will be referred to as the back side or back surface of the radar sensor 5 as appropriate (see Fig. 5B).
- the outer frame portion 40 may be disposed around the radar sensor 5.
- the outer frame portion 40 shown in FIG. 5A and FIG. 5B is disposed so as to surround the entire periphery of the radar sensor 5.
- the outer frame portion 40 may be disposed so as to surround a portion of the periphery of the radar sensor 5. That is, the outer frame portion 40 may be disposed around at least a portion of the radar sensor 5.
- the outer frame portion 40 is not limited to the shape shown in FIG. 5A and FIG. 5B, and may have any shape that surrounds at least a portion of the radar sensor 5.
- the outer edge portion and the inner edge portion of the outer frame portion 40 may have any shape that surrounds at least a portion of the radar sensor 5, such as a polygonal shape, a circular shape, or an elliptical shape.
- the outer frame portion 40 is a member that constitutes the outer frame of the radar sensor 5.
- the outer frame portion 40 may be made of a material that has a certain degree of hardness and/or strength, such as resin (e.g., plastic) or metal (e.g., aluminum or titanium).
- the outer frame portion 40 may be made of any material that does not easily deform as the outer frame of the radar sensor 5.
- the outer frame portion 40 may have a surface on the positive Y-axis side shown in FIG. 5A and a surface on the negative Y-axis side shown in FIG. 5B.
- the surface on the positive Y-axis side of the outer frame portion 40 will be referred to as the first surface of the outer frame portion 40 (or the front surface of the outer frame portion 40).
- the surface on the negative Y-axis side of the outer frame portion 40 will be referred to as the second surface of the outer frame portion 40 (or the back surface of the outer frame portion 40).
- the first surface of the outer frame portion 40 may be the surface on the side where the radar sensor 5 transmits a transmission wave and receives a reflected wave.
- the second surface of the outer frame portion 40 may be the surface opposite to the first surface.
- the radar sensor 5 may be fixed to a receiving frame 50.
- the receiving frame 50 may be a member on which the radar sensor 5 is placed and which fixes the radar sensor 5.
- the receiving frame 50 may be made of a material having a degree of hardness and/or strength that allows the radar sensor 5 to be placed and/or fixed.
- the receiving frame 50 may be made of any material that does not easily deform and that serves as a member on which the radar sensor 5 can be placed and/or fixed.
- the receiving frame 50 is not limited to the shape shown in Figures 5A and 5B, and may be any shape that can receive the radar sensor 5.
- the receiving frame 50 may be a member that receives and fixes the radar sensor 5 on the back side of the radar sensor 5.
- the receiving frame 50 is not limited to being a member that receives the radar sensor 5 on the back side of the radar sensor 5, and may be a member that receives the radar sensor 5 at any location of the radar sensor 5.
- the receiving frame 50 does not need to be used.
- the outer frame portion 40 may be attached to a base portion 60.
- the base portion 60 may be any member for fixing the outer frame portion 40.
- the base portion 60 may be part of another structure, such as an automobile, for mounting the outer frame portion 40 of the electronic device 1.
- the base portion 60 may be made of a material having a degree of hardness and/or strength that allows the outer frame portion 40 to remain fixed.
- the base portion 60 may be made of any material that is not easily deformed, for example, as a member to which the outer frame portion 40 is fixed.
- the outer frame portion 40 is fixed to the base portion 60 by screws.
- the outer frame portion 40 may be fixed to the base portion 60 by any method.
- the outer frame portion 40 may be fixed to the base portion 60 by methods such as gluing, welding, or combination.
- the base portion 60 may be formed integrally with the outer frame portion 40.
- the radar sensor 5 and the outer frame portion 40 may be connected by elastic members 70A, 70B, 70C, 70D, 70E, 70F, 70G, and 70H.
- elastic members 70A to 70H are not particularly distinguished from each other, they will be collectively referred to as "elastic members 70".
- the radar sensor 5 and the outer frame portion 40 are connected by eight elastic members 70, namely, elastic members 70A to 70H.
- the radar sensor 5 and the outer frame portion 40 may be connected by any number of elastic members 70.
- the elastic members 70 are arranged radially with respect to the outer frame portion 40, with the radar sensor 5 or the receiving frame portion 50 as the center. However, the elastic member 70 may be disposed in any position such that the radar sensor 5 or the receiving frame portion 50 is pulled toward the outer frame portion 40.
- the radar sensor 5 may be fixed to the receiving frame portion 50.
- the elastic member 70 may be connected to the receiving frame portion 50. That is, the radar sensor 5 may be connected to the outer frame portion 40 by the elastic member 70 via the receiving frame portion 50.
- the elastic member 70 may be any elastic member that connects the radar sensor 5 (or the receiving frame 50) and the outer frame 40.
- the elastic member 70 may be made of various elastic materials, such as a coil spring, rubber, a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, or a combination of these.
- the elastic member 70 may be made to include a coil spring, for example.
- one end of the elastic member 70 is connected to the radar sensor 5 (or the receiving frame 50).
- the other end of the elastic member 70 is connected to the outer frame 40. In this way, the radar sensor 5 and the outer frame 40 may be connected by the elastic member 70.
- both ends of the elastic member 70 are formed on hooks. Therefore, the elastic member 70 is connected by hooking the hooks into through holes formed in the receiving frame portion 50. Also, the elastic member 70 is connected by hooking the hooks into through holes formed in the connection end fixed to the outer frame portion 40 by screws.
- the present invention is not limited to the example shown in FIG. 5A and FIG. 5B, and the elastic member 70 may be connected to the radar sensor 5 (or the receiving frame portion 50) and the outer frame portion 40 by any means.
- the elastic member 70 is connected to the radar sensor 5 from the second surface side of the outer frame portion 40.
- the present invention is not limited to the example shown in FIG. 5A and FIG. 5B, and the elastic member 70 may be connected to the radar sensor 5 from the first surface side of the outer frame portion 40.
- the outer frame portion 40 arranged around the radar sensor 5 is connected to the radar sensor 5 via the elastic member 70, thereby reducing vibrations during detection by the radar sensor 5.
- the gravity of the radar sensor 5 acts vertically downward, that is, in the negative direction (i.e., downward) of the Z axis shown in Figures 5A and 5B. Therefore, if the elastic forces of the elastic members 70A to 70H are all the same, the radar sensor 5 will be positioned so that it hangs down slightly below the center position of the outer frame portion 40.
- the elastic force of at least one of the elastic members 70A to 70C located at the upper part may be made greater than the elastic force of at least one of the elastic members 70F to 70H located at the lower part.
- the elastic force of the elastic members 70A to 70H may be adjusted as appropriate.
- the radar sensor 5 can be positioned at the center of the outer frame portion 40.
- the radar sensor 5 may include at least one transmitting unit 20 and at least one receiving unit 30 (see FIG. 2). As shown in FIG. 2, the transmitting unit 20 transmits a transmission wave from the transmitting antenna 25. The receiving unit 30 receives a reflected wave from an object via the receiving antenna 31. Also, as described in FIG. 5A and FIG. 5B, in the electronic device 1 according to the first embodiment, the outer frame 40 may be disposed around at least a portion of the radar sensor 5. The elastic member 70 may connect the radar sensor 5 and the outer frame 40.
- the electronic device 1 may include a plurality of elastic members 70.
- the elastic force of the elastic members 70 on the vertically upper side e.g., elastic members 70A to 70C
- the elastic force of the elastic members 70 on the vertically lower side e.g., elastic members 70F to 70H.
- At least some of the elastic members 70 may be arranged symmetrically in the vertical or horizontal direction of the electronic device 1 so as to be radially arranged with respect to the outer frame portion 40, with the radar sensor 5 or the receiving frame portion 50 as the center.
- the outer frame portion 40 may have a first surface (surface in the positive direction of the Y-axis) on the side where the transmitted wave is transmitted and the reflected wave is received, and a second surface (surface in the negative direction of the Y-axis) on the opposite side to the first surface.
- the elastic member 70 may be connected to the radar sensor 5 from the second surface side of the outer frame portion 40.
- the radar sensor 5 is disposed in a receiving frame 50, which is connected to the outer frame 40 by an elastic member 70.
- the radar sensor 5 is disposed so as to protrude slightly from the receiving frame 50 by the elastic member 70, as shown in Fig. 5A and 5B. Therefore, the position of the center of gravity in the Y-axis direction of the radar sensor 5 can be positioned forward of the position of the center of gravity in the Y-axis direction of the outer frame 40 and/or the elastic member 70, i.e., in the positive direction of the Y-axis.
- the upper end of the radar sensor 5 will be maintained in a state leaning forward more than the lower end of the radar sensor 5.
- the front surface of the radar sensor 5 will face slightly downward (negative direction of the Z axis) from the forward direction (positive direction of the Y axis).
- the emitting surface of the radar sensor 5 will also face slightly downward, which may cause problems such as the radar sensor 5 being unable to transmit a transmission wave in the desired direction or the radar sensor 5 being unable to receive a reflected wave (with sufficient strength) from the desired direction. Therefore, in the second embodiment, an electronic device that can deal with such problems will be described.
- FIGS. 6A and 6B are diagrams showing the structure of an electronic device 2 according to a second embodiment.
- the electronic device 2 according to the second embodiment will be described below.
- the electronic device 2 according to the second embodiment shown in Figures 6A and 6B may have a configuration that is partially the same as that of the electronic device 1 according to the first embodiment described above. Therefore, in the following, descriptions that are the same as or similar to the electronic device 1 according to the first embodiment described above will be appropriately simplified or omitted.
- the electronic device 2 according to the second embodiment may further include an auxiliary elastic member 72 in the electronic device 1 according to the first embodiment.
- the electronic device 2 according to the second embodiment may further include a support section 80 in the electronic device 1 according to the first embodiment.
- the electronic device 2 according to the second embodiment may further include an adjustment mechanism 90 in the electronic device 1 according to the first embodiment.
- the auxiliary elastic member 72 is installed in addition to the elastic member 70 described above, and may be configured to assist the function of the elastic member 70.
- the auxiliary elastic member 72 may have the same configuration as the elastic member 70.
- the auxiliary elastic member 72 may be connected to the radar sensor 5 and the support portion 80.
- the auxiliary elastic member 72 may be connected to the radar sensor 5 via the receiving frame portion 50, or may be connected to the support portion 80 via the adjustment mechanism 90 shown in Figure 6B.
- the auxiliary elastic member 72 may be connected directly to the radar sensor 5 without the receiving frame portion 50.
- the auxiliary elastic member 72 may be connected directly to the support portion 80 without the adjustment mechanism 90 shown in Figure 6B.
- the auxiliary elastic member 72 may be connected directly to the outer frame portion 40 or the base portion 60, etc., without the adjustment mechanism 90 and the support portion 80.
- the support portion 80 may be a member that supports the auxiliary elastic member 72 and/or the adjustment mechanism 90.
- the support portion 80 may be made of a material that has a degree of hardness and/or strength that allows it to support the auxiliary elastic member 72 and/or the adjustment mechanism 90.
- the support portion 80 may be made of any material that is not easily deformed, for example, and is capable of supporting the auxiliary elastic member 72 and/or the adjustment mechanism 90.
- the support portion 80 is not limited to the shape shown in Figures 6A and 6B, and may be any shape that supports the auxiliary elastic member 72 and/or the adjustment mechanism 90.
- the adjustment mechanism 90 may be a mechanism for adjusting the strength of the elastic force pulling the auxiliary elastic member 72 backward (negative Y-axis direction).
- the adjustment mechanism 90 may be configured to be able to change the position of the auxiliary elastic member 72 in the Y-axis direction, for example, by loosening a screw.
- the adjustment mechanism 90 may also be configured to be able to fix the position of the auxiliary elastic member 72 in the Y-axis direction, for example, by tightening a screw.
- the adjustment mechanism 90 may be made of a material having a hardness and/or strength sufficient to adjust the strength of the elastic force pulling the auxiliary elastic member 72 backward (negative Y-axis direction).
- the adjustment mechanism 90 may be made of any material that is not easily deformed, for example, as a member capable of adjusting the strength of the elastic force pulling the auxiliary elastic member 72 backward (negative Y-axis direction).
- the adjustment mechanism 90 is not limited to the shape shown in Figures 6A and 6B, and may have any shape and structure that adjusts the strength of the elastic force pulling the auxiliary elastic member 72 backward (negative Y-axis direction). Furthermore, if there is no need to adjust the strength of the elastic force that pulls the auxiliary elastic member 72 backward (in the negative Y-axis direction), the adjustment mechanism 90 may be omitted.
- the auxiliary elastic member 72 may be supported at a position above the radar sensor 5 behind the radar sensor 5.
- the radar sensor 5 is given an elastic force rearward and upward by the elastic force of the auxiliary elastic member 72. That is, the radar sensor 5 is pulled rearward and upward by the elastic force of the auxiliary elastic member 72.
- the upper end of the radar sensor 5 can be maintained in a state where it does not lean forward more than the lower end of the radar sensor 5.
- the electronic device 2 can transmit waves from the radar sensor 5 in a desired direction and receive reflected waves (with sufficient strength) from the desired direction by the radar sensor 5.
- the electronic device 2 may include an auxiliary elastic member 72.
- the auxiliary elastic member 72 may have a structure having a first end and a second end at both ends. That is, the second end of the auxiliary elastic member 72 may be the end opposite the first end of the auxiliary elastic member 72. In this case, the first end of the auxiliary elastic member 72 may be connected to the radar sensor 5. Furthermore, the second end of the auxiliary elastic member 72 may be positioned vertically above the first end of the auxiliary elastic member 72, and may be positioned toward the second surface side (negative Y-axis direction side) of the outer frame portion.
- Third Embodiment 7A and 7B are diagrams showing a structure of an electronic device 3 according to a third embodiment.
- the electronic device 3 according to the third embodiment will be described below.
- the electronic device 3 according to the third embodiment shown in Figures 7A and 7B may have a configuration that is partially the same as that of the electronic device 2 according to the second embodiment described above. Therefore, in the following, descriptions that are the same as or similar to the electronic device 2 according to the second embodiment described above will be appropriately simplified or omitted.
- the electronic device 3 according to the third embodiment may change the connection points between the elastic members 70 and the outer frame 40 in the electronic device 2 according to the second embodiment.
- the elastic members 70A to 70H are all connected to the radar sensor 5 (or the frame 50) from the rear side (negative Y-axis side) of the outer frame 40.
- some of the multiple elastic members 70 may be connected to the radar sensor 5 (or the frame 50) from the rear side (negative Y-axis side) of the outer frame 40.
- some of the multiple elastic members 70 may be connected to the radar sensor 5 (or the frame 50) from the front side (positive Y-axis side) of the outer frame 40.
- elastic members 70A, 70C, 70F, and 70H are connected to the radar sensor 5 (or the receiving frame 50) from the front side (positive Y-axis direction side) of the outer frame 40.
- Elastic members 70B, 70D, 70E, and 70G are connected to the radar sensor 5 (or the receiving frame 50) from the back side (negative Y-axis direction side) of the outer frame 40.
- FIGs. 8A and 8B are diagrams showing the configuration of an electronic device 3' according to a modified example of the third embodiment.
- the elastic members 70A, 70C, 70F, and 70H are connected to the radar sensor 5 (or the receiving frame 50) from the back side (Y-axis negative direction side) of the outer frame 40.
- the elastic members 70B, 70D, 70E, and 70G are connected to the radar sensor 5 (or the receiving frame 50) from the front side (Y-axis positive direction side) of the outer frame 40.
- adjacent ones of the multiple elastic members 70 are alternately connected to the radar sensor 5 (or the receiving frame portion 50) from the front side and the back side of the outer frame portion 40.
- this is not limited to these examples, and any part of the multiple elastic members 70 may be connected to the radar sensor 5 (or the receiving frame portion 50) from the front side of the outer frame portion 40, and any part may be connected to the radar sensor 5 (or the receiving frame portion 50) from the back side of the outer frame portion 40.
- the radar sensor 5 (or the receiving frame 50) is subjected to a pulling force from both the back side and the back side of the outer frame 40. Therefore, with a configuration such as that of the electronic device 3 according to the third embodiment, the radar sensor 5 can be made more stable in the outer frame 40.
- the electronic device 3 may include a plurality of elastic members 70.
- at least one of the elastic members 70 may be connected to the radar sensor 5 from the first surface (front surface) side of the outer frame portion 40.
- at least one of the elastic members 70 may be connected to the radar sensor 5 from the second surface (back surface) side of the outer frame portion 40.
- FIG. 9 is a diagram showing an example of the operation of an electronic device 3' according to a modified example of the third embodiment. Below, an example of the operation of an electronic device 3' etc. according to a modified example of the third embodiment will be described.
- FIG. 9 is a diagram showing the electronic device 3' shown in FIGS. 8A and 8B as viewed from above.
- the internal structure hidden by the outer frame 40 is shown by dashed lines.
- the multiple elastic members 70 only the elastic member 70E is shown.
- the base 60, auxiliary elastic member 72, support 80, and adjustment mechanism 90 are omitted from illustration.
- the radar sensor 5 can transmit a transmission wave in its front direction (positive direction of the Y axis) and receive a reflected wave in that direction. Meanwhile, the radar sensor 5 can also orient the beam in a direction other than the front direction by controlling the phase of the transmission wave.
- the control unit 10 of the radar sensor 5 shown in FIG. 2 can control the phase of the transmission wave by controlling the phase control unit 23.
- the direction of the beam of the transmission wave transmitted from the radar sensor 5 is indicated by an angle ⁇ with respect to the front.
- the angle ⁇ is also referred to as the "radiation direction ⁇ of the transmission wave.”
- the longitudinal direction of the elastic member 70E is indicated by an angle ⁇ with respect to the front.
- the angle ⁇ is also referred to as the "longitudinal direction ⁇ of the elastic member 70E.”
- the radiation direction ⁇ of the transmission wave and/or the reflected wave becomes larger than the longitudinal direction ⁇ of the elastic member 70E, the transmission wave and/or the reflected wave becomes more susceptible to interference by the elastic member 70E. Therefore, in the configuration shown in FIG. 9, the radiation direction ⁇ of the transmission wave may not be larger than the longitudinal direction ⁇ of the elastic member 70E. In this case, for example, the phase of the transmission wave may be controlled so that the radiation direction ⁇ of the transmission wave does not become larger than the longitudinal direction ⁇ of the elastic member 70E (i.e., the radiation direction ⁇ of the transmission wave may be restricted).
- the direction in which the elastic member 70E is attached may be adjusted so that the radiation direction ⁇ of the transmission wave does not become larger than the longitudinal direction ⁇ of the elastic member 70E (i.e., the longitudinal direction ⁇ of the elastic member 70E may be adjusted).
- the elastic member 70 may be configured to be outside the radiation range of the transmission wave and/or the reflected wave when the radar sensor 5 and the outer frame portion 40 are connected.
- the coil spring when the elastic member 70 is formed of a coil spring, the coil spring has a hollow structure. Also, the cross section of the coil (metal wire) forming the coil spring is usually circular, and the surface of the coil is usually curved. Therefore, as shown in FIG. 9, when the radiation direction ⁇ of the transmission wave is relatively large, the radiation direction ⁇ of the transmission wave and the longitudinal direction ⁇ of the elastic member 70E may be configured to be parallel. When the radiation direction ⁇ of the transmission wave and the longitudinal direction ⁇ of the elastic member 70E are parallel, the transmission wave and/or the reflected wave can pass through the hollow structure of the elastic member 70E, and the interference caused by the elastic member 70E can be minimized.
- the transmission wave and/or the reflected wave pass through the hollow structure of the elastic member 70E, they may be interfered with by the amount of the cross-sectional area of the coil (metal wire) forming the coil spring.
- the cross section of the coil is usually circular, and the surface of the coil is usually curved, so that the interference caused by the elastic member 70E can be reduced.
- the elastic member 70 may connect the radar sensor 5 and the outer frame portion 40 outside the radiation range of at least one of the transmitted waves and the reflected waves.
- the elastic member 70 may also be arranged so that the radiation direction of at least one of the transmitted waves and the reflected waves is parallel to the longitudinal direction of the elastic member 70. With this configuration, the transmitted waves and/or the reflected waves can be made less susceptible to interference by the elastic member 70E.
- each functional unit can be rearranged so as not to cause logical inconsistencies. Multiple functional units, etc. may be combined into one or divided.
- Each embodiment of the present disclosure described above is not limited to being implemented faithfully to each of the embodiments described, and may be implemented by combining each feature as appropriate or omitting some of them.
- the contents of the present disclosure can be modified and corrected in various ways by a person skilled in the art based on the present disclosure.
- each functional unit, each means, each step, etc. can be added to other embodiments so as not to cause logical inconsistencies, or replaced with each functional unit, each means, each step, etc. of other embodiments.
- multiple functional units, each means, each step, etc. can be combined into one or divided.
- each of the above-described embodiments of the present disclosure is not limited to being implemented faithfully according to each of the described embodiments, but may be implemented by combining each feature or omitting some features as appropriate.
- the electronic device 1 may include a control unit 10 as shown in FIG. 2. That is, an electronic device according to one embodiment may include a control unit 10 that detects an object based on a transmitted wave and a reflected wave.
- the above-described embodiments are not limited to implementation as the electronic device 1.
- the above-described embodiments may be implemented as a control method for a device such as the electronic device 1.
- the above-described embodiments may be implemented as a program executed by a device such as the electronic device 1.
- the above-described embodiments may be implemented as a recording medium or storage medium on which a program executed by a device such as the electronic device 1 is recorded, that is, a computer-readable recording medium or storage medium.
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Abstract
電子機器は、送信波を送信アンテナから送信する送信部、及び送信波が物体によって反射された反射波を受信アンテナから受信する受信部を備えるレーダセンサと、レーダセンサの少なくとも一部の周囲に配置される外枠部と、レーダセンサと前記外枠部とを接続する弾性部材と、 を備える。
Description
本出願は、2022年12月15日に日本国に特許出願された特願2022-200598の優先権を主張するものであり、こ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(ミリ波レーダ)。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、電子部品などが振動すると何らかの不都合が生じるような場合、当該電子部品の振動を低減する技術も提案されている。例えば特許文献1は、超音波振動子の振動を抑制する防振材を備える超音波送受波器を開示している。また、例えば特許文献2は、電子部品が実装される基板の振動を抑制し得る部品実装装置を開示している。
一実施形態に係る電子機器は、
送信波を送信アンテナから送信する送信部、及び前記送信波が物体によって反射された反射波を受信アンテナから受信する受信部を備えるレーダセンサと、
前記レーダセンサの少なくとも一部の周囲に配置される外枠部と、
前記レーダセンサと前記外枠部とを接続する弾性部材と、
を備える。
送信波を送信アンテナから送信する送信部、及び前記送信波が物体によって反射された反射波を受信アンテナから受信する受信部を備えるレーダセンサと、
前記レーダセンサの少なくとも一部の周囲に配置される外枠部と、
前記レーダセンサと前記外枠部とを接続する弾性部材と、
を備える。
一実施形態に係る電子機器は、
受信波に基づいて物体を検出するセンサと、
弾性部材により前記センサと接続する外枠部と、
を備える。
受信波に基づいて物体を検出するセンサと、
弾性部材により前記センサと接続する外枠部と、
を備える。
例えば電波などの送受信を行うセンサを用いて物体を良好な精度で検出するためには、当該センサの振動を極力低減することが望ましい。本開示の目的は、センサによる検出の際の振動が低減される電子機器を提供することにある。一実施形態によれば、センサによる検出の際の振動が低減される電子機器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。
本開示において、「電子機器」とは、電力により駆動する機器としてよい。また、「ユーザ」とは、一実施形態に係る電子機器を使用する者(典型的には人間)としてよい。ユーザは、一実施形態に係る電子機器を用いることで、電子機器の周囲に存在する物体を検出することができる。また、ユーザは、一実施形態に係る電子機器を用いることで、電子機器の周囲に存在する物体の当該電子機器に対する方向を検出することができる。ここで、電子機器によって検出される物体には、ユーザが含まれてもよい。
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。また、一実施形態に係る電子機器は、例えば静止している構造物(静止物)に取り付けられることで、当該静止物の周囲に存在する所定の物体を検出することができる。ここで、静止物とは、例えば交差点に設置された信号機又は路側機などの任意の機器としてもよいし、例えば屋内の床、壁、又は天井などの任意の箇所としてもよい。このために、一実施形態に係る電子機器は、移動体又は静止物などに設置した複数の送信アンテナから、当該移動体又は静止物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、移動体又は静止物に設置した複数の受信アンテナから、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、例えば移動体又は静止物に設置されたレーダセンサ等に備えられてもよい。一実施形態に係る電子機器は、当該電子機器の周囲に存在する人間などの対象の心拍を検出してもよい。例えば、一実施形態に係る電子機器は、一例として、ミリ波レーダのような技術に基づくセンサによって、人間の脈拍を検出してもよい。また、一実施形態に係る電子機器は、人間以外の他の動物を対象として、脈拍を検出してもよい。
以下、典型的な例として、一実施形態に係る電子機器が、静止している構造物に取り付けられる構成について説明する。ここで、一実施形態に係る電子機器が検出するのは、例えば、静止物に取り付けられた電子機器の周囲に存在する自動車などとしてよい。一実施形態に係る電子機器が検出するのは、自動車に限定されない。一実施形態に係る電子機器が検出するのは、自動運転される自動車、バス、トラック、オートバイ、自転車、船舶、航空機、トラクターなどの農作業装置、除雪車、清掃車、パトカー、救急車、消防車、ヘリコプター、及びドローンなど、種々の物体としてよい。一実施形態に係る電子機器は、静止物に取り付けられた電子機器の周囲の物体が移動し得るような状況において、電子機器と当該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、電子機器及び物体の双方が静止していても、電子機器と物体との間の距離などを測定することができる。
一実施形態に係る電子機器について、以下、図面を参照して詳細に説明する。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の一例を説明する図である。図1は、一実施形態に係るレーダセンサを備える電子機器の例を示している。
図1に示すように、一実施形態に係る電子機器1は、レーダセンサ5と、外枠部40とをそなえてよい。後述のように、レーダセンサ5は、送信部20及び受信部30を備えてよい。送信部20は送信アンテナを備えてよい。また、受信部30は受信アンテナを備えてよい。図1に示す例において、レーダセンサ5は、複数の送信アンテナ及び/又は複数の受信アンテナを備えてもよい。電子機器1、並びに、レーダセンサ5、送信部20、及び受信部30の具体的な構成については後述する。また、電子機器1は、レーダセンサ5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。また、電子機器1は、レーダセンサ5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、電子機器1の外部に備えてもよい。図1において、電子機器1は、移動せずに静止していてよい。
レーダセンサ5は、後述のように、送信アンテナから送信波として電磁波を送信する。例えばレーダセンサ5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、レーダセンサ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レーダセンサ5の受信アンテナによって受信することにより、レーダセンサ5は、当該対象をターゲットとして検出することができる。
送信アンテナを備えるレーダセンサ5は、電波を送受信するレーダ(RADAR(Radio Detecting and Ranging))の技術に基づくセンサとしてよい。しかしながら、電子機器1は、レーダセンサ5以外のセンサを備えてもよい。一実施形態に係る電子機器1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を備えてもよい。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。また、一実施形態に係る電子機器1は、例えば超音波センサを備えてもよい。
図1に示すレーダセンサ5は、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、レーダセンサ5は、レーダセンサ5から所定の距離内に存在する所定の物体200をターゲットとして検出することができる。例えば、図1に示すように、レーダセンサ5は、レーダセンサ5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、レーダセンサ5は、レーダセンサ5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、レーダセンサ5は、所定の物体200からの反射波が、レーダセンサ5に到来する方向(到来角θ)も測定することができる。
図1において、XY平面は、例えば地表にほぼ平行な平面としてよい。この場合、図1に示すZ軸の正方向は、鉛直上向きを示す。すなわち、図1は、電子機器1を上方から下方に向いて見た様子を表すものとしてよい。図1において、電子機器1は、XY平面と平行な平面上に配置されているものとしてよい。また、図1において、物体200は、例えば、XY平面にほぼ平行な地表に存在する状態としてよい。
ここで、物体200とは、例えば電子機器1の周囲に存在する自動車、バイク、自転車、及び歩行者などとしてよい。また、物体200とは、例えば電子機器1の周囲に存在する人間、動物、又はその他の生物としてもよい。上述のように、物体200は、移動していてもよいし、停止又は静止していてもよい。本開示において、電子機器1が検出する物体は、任意の物体のような無生物の他に、人、犬、猫、及び馬、その他の動物などの生物も含む。本開示の電子機器1が検出する物体は、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、電子機器1及びレーダセンサ5の大きさと、物体200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、レーダセンサ5は、外枠部40から突出したような状態として示してある。しかしながら、一実施形態において、レーダセンサ5は、外枠部40に隠れるような状態、すなわち外枠部40に沈むような状態であってもよい。
以下、典型的な例として、レーダセンサ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、レーダセンサ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。
このように、レーダセンサ5は、送信アンテナから、レーダセンサ5の周囲に送信波を送信することができる。また、レーダセンサ5は、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。一実施形態に係るレーダセンサ5は、電子機器1の周囲の物体が移動し得るような状況において、電子機器1と当該物体との間の距離などを測定することができる。また、一実施形態に係るレーダセンサ5は、電子機器1及び物体の双方が静止していても、電子機器1と物体との間の距離などを測定することができる。
図2は、一実施形態に係るレーダセンサ5の構成例を概略的に示す機能ブロック図である。また、図3は、図2に示すレーダセンサ5の制御部10をより詳細に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係るレーダセンサ5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(本開示において、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、例として、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。任意の記憶部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、一実施形態に係るレーダセンサ5は、制御部10を備えている。また、一実施形態に係るレーダセンサ5は、送信部20、及び受信部30A~30D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、レーダセンサ5は、受信部30A~30Dのように、複数の受信部を備えてよい。本開示において、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、図3に示すように、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、判定部13、到来角推定部14、物体検出部15、及び物体追跡部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。本開示において、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、本開示において、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、本開示において、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。本開示において、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。
上述のレーダセンサ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、レーダセンサ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。
一実施形態に係るレーダセンサ5が備える制御部10は、レーダセンサ5を構成する各機能部の制御をはじめとして、レーダセンサ5全体の動作の制御を行うことができる。一実施形態において、制御部10は、反射波として受信部30が受信した受信信号に各種の信号処理を実行する機能を備えてよい。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)又はDSP(Digital Signal Processor)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又はDSP及び当該CPU又はDSP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(任意の記憶部)を適宜含んでもよい。
ここで、任意の記憶部(制御部10の動作に必要なメモリ)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、任意の記憶部は、制御部10のワークメモリとして機能してよい。任意の記憶部は、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、任意の記憶部は、本実施形態に係る電子機器1又はレーダセンサ5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、任意の記憶部は、上述のように、制御部10として用いられるCPU又はDSPの内部メモリであってもよい。
一実施形態において、任意の記憶部は、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。
一実施形態に係るレーダセンサ5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、任意の記憶部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、一実施形態に係るレーダセンサ5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。また、一実施形態において、制御部10は、位相制御部23を制御することにより、送信アンテナ25から送信される送信波の位相を制御する機能を備えてよい。
また、一実施形態において、制御部10は、受信アンテナ31から受信する反射波Rに各種の信号処理を行ってもよい。また、一実施形態において、制御部10は、送信アンテナ25から送信する送信波T及び/又は受信アンテナ31から受信する反射波Rについて、各種の信号処理を行ってもよい。さらに、一実施形態において、制御部10は、送信部20及び受信部30の少なくとも一方の機能の少なくとも一部を実装するものとしてもよい。
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、例えば制御部10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又は任意の記憶部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又はDSP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又はDSP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。
一実施形態に係るレーダセンサ5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まで周期的に線形に増大するチャープ信号としてもよい。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、例えば任意の記憶部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4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4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4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4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4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4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4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4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4に示すフレーム1及びフレーム2などは、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4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4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。
図4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4において、フレーム3以降も同様の構成としてよい。一実施形態に係るレーダセンサ5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4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、例えば任意の記憶部などに記憶しておいてよい。
このように、一実施形態に係るレーダセンサ5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、一実施形態に係るレーダセンサ5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、レーダセンサ5は、図4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4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4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。信号生成部21は、異なる周波数の信号を生成してよい。信号生成部21は、周波数fがそれぞれ異なる帯域幅の複数の離散的な信号を生成してもよい。
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。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、例えば任意の記憶部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、例えば任意の記憶部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。
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。レーダセンサ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。レーダセンサ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、一実施形態に係るレーダセンサ5は、送信アンテナ25を備え、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、レーダセンサ5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、レーダセンサ5が静止物に設置される場合、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、静止物の外部に送信波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、例えばレーダセンサ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に示すレーダセンサ5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、レーダセンサ5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、レーダセンサ5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、レーダセンサ5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、レーダセンサ5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、レーダセンサ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に示すレーダセンサ5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に反射したものとしてよい。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。
一実施形態に係るレーダセンサ5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、レーダセンサ5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、レーダセンサ5が静止物に設置される場合、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、静止物の外部から反射波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、例えばレーダセンサ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つのレーダセンサ5に含めて構成してもよい。すなわち、1つのレーダセンサ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つのレーダセンサ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。
図3に示す制御部10の距離FFT処理部11は、受信部30のAD変換部35から供給されたビート信号に基づいて、レーダセンサ5と、物体200との間の距離を推定するための処理を行う。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。また、距離FFT処理部11は、高速フーリエ変換以外のフーリエ変換を行うとしてもよい。
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(本開示において、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において距離FFT処理を行うことにより、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、距離に対応する複素信号を得ることができる。
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、一定誤警報確率(CFAR(Constant False Alarm Rate))による検出処理のように、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、一実施形態に係るレーダセンサ5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をターゲットとして検出することができる。一実施形態において、上述のような動作は、例えば、レーダセンサ5の制御部10が行うものとしてよい。
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、レーダセンサ5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、後段の判定部13、到来角推定部14、及び/又は物体検出部15などにも供給されてもよい。
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、レーダセンサ5と、物体200との相対速度を推定するための処理を行う。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、高速フーリエ変換以外のフーリエ変換を行うとしてもよい。
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(本開示において、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。速度FFT処理部12において複数のチャープ信号について速度FFT処理を行うことにより、距離FFT処理部11によって得られる距離に対応する複素信号に基づいて、相対速度に対応する複素信号が得られる。
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、レーダセンサ5は、速度FFT処理を行うことにより、図1に示したレーダセンサ5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、判定部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、後段の到来角推定部14、及び/又は物体検出部15などにも供給されてもよい。
判定部13は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果、及び/又は、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、距離及び/又は相対速度についての判定処理を行う。判定部13は、所定の距離及び/又は所定の相対速度において、物体を検出したか否かを判定する。以下、判定部13による判定について、さらに説明する。
一般的なFMCWレーダの技術においては、受信信号からビート周波数を抽出したものに高速フーリエ変換処理を行うなどした結果に基づいて、ターゲットが存在するか否かを判定することができる。ここで、受信信号からビート周波数を抽出して高速フーリエ変換処理を行うなどした結果には、クラッタ(不要反射成分)などによる雑音(ノイズ)の成分も含まれる。したがって、受信信号を処理した結果から雑音成分を取り除き、ターゲットの信号のみを抽出するための処理を実行してもよい。
ターゲットが存在するか否かを判定する手法として、受信信号の出力に閾値を設定し、反射信号の強度が当該閾値を超える場合にターゲットが存在するとみなす方式がある(threshold detection方式)。この方式を採用すると、クラッタの信号強度が当該閾値を超える場合もターゲットと判定することになり、いわゆる「誤警報」を発することになる。このクラッタの信号強度が閾値を超えるか否かは確率統計的なものである。このクラッタの信号強度が閾値を超える確率は、「誤警報確率」と呼ばれる。この誤警報確率を低く一定に抑制するための手法として、一定誤警報確率(Constant False Alarm Rate)を用いることができる。
本開示において、一定誤警報確率(Constant False Alarm Rate)を、単にCFARとも記す。CFARにおいて、雑音の信号強度(振幅)はレイリー(Rayleigh)分布に従うという仮定が用いられる。この仮定に基づくと、ターゲットを検出したか否かを判定するのに用いる閾値を算出するための重みを固定すれば、雑音の振幅にかかわらず、ターゲット検出の誤り率が理論的に一定になる。
一般的なレーダの技術におけるCFARとして、Cell Averaging CFAR(本開示において、CA-CFARとも記す)という方式が知られている。また、CFARとして、参照セルにおける値のメディアン(中央値)、又は、参照セルにおける値を小さい順に並べ替えたときの規定番目の値から閾値を得る手法として、Order Statistic CFAR(本開示において、OS-CFARとも記す)という手法もある。
判定部13は、例えば速度FFT処理部12による速度FFT処理の結果がCFARの閾値を超える場合に、物体を検出したと判定してよい。判定部13によって判定された物体検出の結果は、例えば到来角推定部14などに供給されてよい。
到来角推定部14は、判定部13による判定の結果に基づいて、所定の物体200から反射波Rが到来する方向(到来角)を推定する。到来角推定部14は、判定部13によって閾値を満たしたと判定された点について、到来角の推定を行ってよい。レーダセンサ5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14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、レーダセンサ5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。以下、レーダセンサ5から送信された電波が物体によって反射された反射波がレーダセンサ5に到来する方向を、単に「到来方向」又は「到来角」とも記す。また、レーダセンサ5が検出する物体のレーダセンサ5に対する方向を、単に「到来方向」又は「到来角」と記すことがある。
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14によって推定された到来角θの情報(角度情報)は、制御部10において、物体検出部15などに適宜供給されてよい。
物体検出部15は、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、及び到来角推定部14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15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。物体検出部15によって検出された物体の情報は、例えば物体追跡部16などに供給されてよい。制御部10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、例えば他の機器などに供給されてもよい。
物体追跡部16は、物体検出部15によってクラスタリング処理された物体の次フレームの物標位置を追跡(予測)する処理を行う。物体追跡部16は、例えばカルマンフィルタを使用することにより、クラスタリング処理された物体の次のフレームにおける位置を予測してもよい。また、物体追跡部16は、次フレームの物標位置として追跡(予測)された位置を、物体の検出結果として出力してもよい。物体追跡部16は、制御部10において処理された各種の情報を出力してもよい。
上述のようにして、レーダセンサ5は、送信波を送信することにより、送信波として送信される送信信号、及び送信波が反射された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ことができる。上述のように、レーダセンサ5は、レーダセンサ5から物体までの距離、レーダセンサ5と物体との相対速度、及び物体のレーダセンサ5に対する方向(角度)を検出(推定)することができる。
しかしながら、レーダセンサ5に例えば振動などの揺れが伝達すると、上述のような物体の検出精度に影響が及ぶ。レーダセンサ5が例えば車載レーダとして自動車などに設置されると、当該自動車の揺れは、レーダセンサ5による物体の検出精度を劣化させる要因になり得る。例えば自動車がエンジン車の場合、エンジンの動作中は常に振動が発生する。また、例えば電気自動車(EV)の場合でも、走行中の加速及び減速による揺れ、コーナリングの際の遠心力による揺れなどが絶えず発生する。さらに、自動車の原動機の種類によらず、走行する路面の状況に応じたロードノイズによる揺れ又は振動が絶えず発生する。
また、レーダセンサ5が例えば静止物などに固定された状態で設置されると、移動体に設置される場合に比べて、レーダセンサ5の揺れは軽減されるようにも思われる。しかしながら、例えばレーダセンサ5によって人体又は動物などの脈動(心拍)のような微弱な振動を検出する場合、レーダセンサ5にごく僅かな揺れが生じても、そのような揺れは検出精度に大きく影響し得る。
このように、レーダセンサ5が移動体に設置される場合も、静止物に設置される場合も、レーダセンサ5による検出の際の振動が低減されるようにできれば望ましい。一実施形態に係る電子機器1によれば、レーダセンサ5による検出の際の振動が低減される。以下、いくつかの実施形態に係る電子機器1の構造について説明する。
(第1実施形態)
図5A及び図5Bは、第1実施形態に係る電子機器1の構造を示す図である。
図5A及び図5Bは、第1実施形態に係る電子機器1の構造を示す図である。
図5Aは、第1実施形態に係る電子機器1を表側から見た様子を示す。図5Bは、第1実施形態に係る電子機器1を裏側から見た様子を示す。図5A及び図5Bにおいて、X軸方向を横方向又は左右方向としてよい。図5A及び図5Bにおいて、Z軸方向を縦方向又は上下方向としてよい。特に、図5A及び図5Bにおいて、Z軸正方向を(鉛直)上方向とし、Y軸負方向を(鉛直)下方向としてよい。図5A及び図5Bにおいて、Y軸方向を前後方向としてよい。特に、図5A及び図5Bにおいて、Y軸正方向を前方向又は正面(前面)方向とし、Y軸負方向を後方向又は背面方向としてよい。図1において、XY平面は、例えば地表にほぼ平行な平面としてよい。
図5A及び図5Bに示すように、電子機器1は、レーダセンサ5と、外枠部40とを備えている。レーダセンサ5は、図1乃至図4において既に説明したため、重複する説明は適宜省略する。レーダセンサ5は、図5Aに示すY軸正方向の成分を含む方向に送信波を送信する。また、レーダセンサ5は、図5Aに示すY軸負方向の成分を含む方向の反射波を受信する。レーダセンサ5のY軸正方向側を、適宜、レーダセンサ5の表側又は表面と記す(図5A参照)。また、レーダセンサ5のY軸負方向側を、適宜、レーダセンサ5の裏側又は裏面と記す(図5B参照)。
図5A及び図5Bに示すように、外枠部40は、レーダセンサ5の周囲に配置されてよい。図5A及び図5Bに示す外枠部40は、レーダセンサ5の周囲の全てを取り囲むように配置されている。外枠部40は、レーダセンサ5の周囲の一部を取り囲むように配置されてもよい。すなわち、外枠部40は、レーダセンサ5の少なくとも一部の周囲に配置されてよい。外枠部40は、図5A及び図5Bに示すような形状に限定されず、レーダセンサ5の少なくとも一部を囲むような任意の形状としてよい。例えば、図5A及び図5Bに示す外枠部40の外縁部は4角形であり、外枠部40の内縁部は8角形である。しかしながら、外枠部40の外縁部及び内縁部は、例えば多角形状又は円形若しくは楕円形状など、レーダセンサ5の少なくとも一部を囲むような任意の形状としてよい。
外枠部40は、レーダセンサ5の外枠を構成する部材である。外枠部40は、例えば樹脂(例えばプラスチック)又は金属(例えばアルミニウム又はチタン)などのような、ある程度の硬度及び/又は強度を有する素材で構成されてよい。外枠部40は、レーダセンサ5の外枠として、容易に変形しないような任意の素材で構成されてよい。
外枠部40は、図5Aに示すY軸正方向側の面と、図5Bに示すY軸負方向側の面とを有してよい。以下、便宜的に、外枠部40のY軸正方向側の面を、外枠部40の第1面(又は外枠部40の表面)と記す。また、外枠部40のY軸負方向側の面を、外枠部40の第2面(又は外枠部40の裏面)と記す。外枠部40の第1面は、レーダセンサ5によって送信波が送信され反射波が受信される側の面としてよい。また、外枠部40の第2面は、第1面と反対側の面としてよい。
図5A及び図5Bに示すように、レーダセンサ5は、受枠部50に固定されてもよい。受枠部50は、レーダセンサ5を載置して、当該レーダセンサ5を固定する部材としてよい。受枠部50は、レーダセンサ5を載置及び/又は固定可能な程度の硬度及び/又は強度を有する素材で構成されてよい。受枠部50は、外枠部40と同様に、レーダセンサ5を載置及び/又は固定可能な部材として例えば容易に変形しないような任意の素材で構成されてよい。また、受枠部50は、図5A及び図5Bに示す形状に限定されず、レーダセンサ5を受ける任意の形状としてよい。
図5A及び図5Bに示すように、受枠部50は、レーダセンサ5の裏側において、レーダセンサ5を受けて固定する部材としてよい。しかしながら、受枠部50は、レーダセンサ5の裏側においてレーダセンサ5を受ける部材に限定されず、レーダセンサ5の任意の箇所においてレーダセンサ5を受ける部材としてよい。また、レーダセンサ5が直接外枠部40に接続されるような構成においては、受枠部50を用いなくてもよい。
図5A及び図5Bに示すように、外枠部40は、基部60に取り付けられてもよい。基部60は、外枠部40を固定するための任意の部材としてよい。基部60は、電子機器1の外枠部40を取り付けるための例えば自動車のような他の構造体の一部としてもよい。基部60は、外枠部40が固定された状態を維持可能な程度の硬度及び/又は強度を有する素材で構成されてよい。基部60は、外枠部40と同様に、外枠部40が固定される部材として例えば容易に変形しないような任意の素材で構成されてよい。
図5A及び図5Bに示す例において、外枠部40は、基部60にネジによって固定されている。しかしながら、外枠部40は、任意の手法によって基部60に固定されてよい。例えば、外枠部40は、基部60に、接着、溶接、又は組み合わせなどの手法によって固定されてよい。また、基部60は、外枠部40と一体形成されるものとしてもよい。
図5A及び図5Bに示すように、レーダセンサ5と外枠部40とは、弾性部材70A、弾性部材70B、弾性部材70C、弾性部材70D、弾性部材70E、弾性部材70F、弾性部材70G、及び弾性部材70Hによって接続されてよい。以下、弾性部材70A乃至弾性部材70Hを特に区別しない場合、これらを単に「弾性部材70」と総称する。図5A及び図5Bに示す例においては、レーダセンサ5と外枠部40とは、弾性部材70A乃至弾性部材70Hの8つの弾性部材70によって接続されている。しかしながら、レーダセンサ5と外枠部40とは、任意の数の弾性部材70によって接続されてよい。図5A及び図5Bにおいて、弾性部材70は、レーダセンサ5又は受枠部50を中心として、外枠部40に対して放射状に配置されている。しかしながら、弾性部材70は、レーダセンサ5又は受枠部50が外枠部40に向かって引っ張られるような任意の位置に配置されてよい。
上述のように、一実施形態に係る電子機器1において、レーダセンサ5は、受枠部50に固定されてよい。この場合、弾性部材70は、受枠部50に接続されてよい。すなわち、レーダセンサ5は、受枠部50を介して、弾性部材70によって外枠部40に接続されてよい。
弾性部材70は、レーダセンサ5(又は受枠部50)と外枠部40とを接続する任意の弾性部材としてよい。弾性部材70は、例えば、コイルスプリング、ゴム、空気圧シリンダ、若しくは油圧シリンダ、又はこれらを組合せたものなど、種々の弾性素材によって構成されてよい。図5A及び図5Bに示す例において、弾性部材70は、例えばコイルスプリングを含んで構成されてよい。図5A及び図5Bに示す例においては、弾性部材70の一端は、レーダセンサ5(又は受枠部50)に接続される。また、図5A及び図5Bに示す例においては、弾性部材70の他端は、外枠部40に接続される。このように、レーダセンサ5と外枠部40とは、弾性部材70によって接続されてよい。
図5A及び図5Bに示す例において、弾性部材70は、両端がフック上に形成されている。したがって、弾性部材70は、受枠部50に形成された貫通孔にフックを引っかけるようにして接続されている。また、弾性部材70は、外枠部40にネジによって固定された接続端に形成された貫通孔にフックを引っかけるようにして接続されている。しかしながら、図5A及び図5Bに示す例に限定されず、弾性部材70は、任意の手段によって、レーダセンサ5(又は受枠部50)、及び外枠部40と接続されてよい。図5A及び図5Bに示す例において、弾性部材70は、外枠部40の第2面側からレーダセンサ5に接続されている。しかしながら、図5A及び図5Bに示す例に限定されず、弾性部材70は、外枠部40の第1面側からレーダセンサ5に接続されてもよい。
このように、図5A及び図5Bに示すような電子機器1においては、レーダセンサ5の周囲に配置される外枠部40が、弾性部材70を介してレーダセンサ5と接続されることにより、レーダセンサ5による検出の際の振動が低減される。
また、図5A及び図5Bに示すような電子機器1において、弾性部材70A乃至弾性部材70Hの弾性力を全て同じものとして構成すると、レーダセンサ5の振動が適切に低減されない恐れがある。
レーダセンサ5の重力は、鉛直下向き、すなわち図5A及び図5Bに示すZ軸の負方向(すなわち下方向)に作用する。このため、弾性部材70A乃至弾性部材70Hの弾性力を全て同じものとすると、レーダセンサ5は、外枠部40の中心位置よりも多少下方に垂れ下がるように位置付けられるようになる。
したがって、第1実施形態に係る電子機器1は、上部に位置する弾性部材70A乃至弾性部材70Cの少なくとも1つの弾性力を、下部に位置する弾性部材70F乃至弾性部材70Hの少なくとも1つの弾性力よりも大きくしてよい。このように、第1実施形態に係る電子機器1において、弾性部材70A乃至弾性部材70Hの弾性力を適宜調整してもよい。第1実施形態に係る電子機器1によれば、レーダセンサ5は、外枠部40の中心に位置付けることができる。
以上説明したように、第1実施形態に係る電子機器1において、レーダセンサ5は、少なくとも1つの送信部20、及び少なくとも1つの受信部30を備えてよい(図2参照)。図2に示したように、送信部20は、送信アンテナ25から送信波を送信する。受信部30は、送信波が物体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。また、図5A及び図5Bにおいて説明したように、第1実施形態に係る電子機器1において、外枠部40は、レーダセンサ5の少なくとも一部の周囲に配置されてよい。弾性部材70は、レーダセンサ5と外枠部40とを接続してよい。
また、第1実施形態に係る電子機器1は、弾性部材70を、複数備えてよい。この場合、弾性部材70のうち鉛直上側のもの(例えば弾性部材70A乃至弾性部材70C)の弾性力は、弾性部材70のうち鉛直下側のもの(例えば弾性部材70F乃至弾性部材70H)の弾性力よりも強くなるように構成してもよい。また、弾性部材70の少なくとも一部は、レーダセンサ5又は受枠部50を中心として、外枠部40に対して放射状に配置されるように、電子機器1の鉛直方向又は水平方向において対称的に配置されてもよい。
また、第1実施形態に係る電子機器1において、外枠部40は、送信波が送信され反射波が受信される側の第1面(Y軸正方向の面)と、第1面とは反対側の第2面(Y軸負方向の面)とを有してもよい。この場合、弾性部材70は、外枠部40の第2面側からレーダセンサ5に接続されてもよい。
(第2実施形態)
図5A及び図5Bに示した電子機器1においては、レーダセンサ5は受枠部50に配置されており、当該受枠部50が弾性部材70によって外枠部40に接続されている。このような構成では、レーダセンサ5は、図5A及び図5Bに示すように、弾性部材70によって、受枠部50からやや突出するように配置される。このため、レーダセンサ5のY軸方向の重心の位置は、外枠部40及び/又は弾性部材70のY軸方向の重心の位置よりも前方に、すなわちY軸正方向に位置付けられ得る。
図5A及び図5Bに示した電子機器1においては、レーダセンサ5は受枠部50に配置されており、当該受枠部50が弾性部材70によって外枠部40に接続されている。このような構成では、レーダセンサ5は、図5A及び図5Bに示すように、弾性部材70によって、受枠部50からやや突出するように配置される。このため、レーダセンサ5のY軸方向の重心の位置は、外枠部40及び/又は弾性部材70のY軸方向の重心の位置よりも前方に、すなわちY軸正方向に位置付けられ得る。
このような構成においては、レーダセンサ5の上端部が、レーダセンサ5の下端部よりも前のめりの状態で維持されることが想定される。この場合、例えば電子機器1の外枠部40の第1面(表面)が完全に正面方向(Y軸正方向)を向いていたとしても、レーダセンサ5の表面は正面方向(Y軸正方向)よりもやや下側(Z軸負方向)を向いてしまう。この場合、レーダセンサ5の放射面もやや下側を向くことになり、レーダセンサ5から所望の方向に送信波を送信できない、レーダセンサ5によって所望の方向から(十分な強度で)反射波を受信できないなどの問題が生じ得る。そこで、第2実施形態においては、このような問題に対処し得る電子機器について説明する。
図6A及び図6Bは、第2実施形態に係る電子機器2の構造を示す図である。以下、第2実施形態に係る電子機器2について説明する。
図6A及び図6Bに示す第2実施形態に係る電子機器2は、上述した第1実施形態に係る電子機器1と部分的に同じ構成を有してよい。したがって、以下、上述した第1実施形態に係る電子機器1と同一又は類似する説明は、適宜、簡略化又は省略する。
図6A及び図6Bに示すように、第2実施形態に係る電子機器2は、第1実施形態に係る電子機器1において、補助弾性部材72をさらに備えてよい。図6A及び図6Bに示すように、第2実施形態に係る電子機器2は、第1実施形態に係る電子機器1において、支持部80をさらに備えてもよい。また、図6Bに示すように、第2実施形態に係る電子機器2は、第1実施形態に係る電子機器1において、調整機構90をさらに備えてもよい。
補助弾性部材72は、上述した弾性部材70に追加して設置するものであり、弾性部材70の機能を補助するものとしてよい。補助弾性部材72は、弾性部材70と同様の構成としてもよい。図6A及び図6Bに示すように、補助弾性部材72は、レーダセンサ5及び支持部80に接続されてよい。また、一実施形態において、補助弾性部材72は、受枠部50を介してレーダセンサ5に接続されてもよいし、図6Bに示す調整機構90を介して支持部80に接続されてもよい。一実施形態において、補助弾性部材72は、受枠部50を介さずにレーダセンサ5に直接接続されてもよい。また、一実施形態において、補助弾性部材72は、図6Bに示す調整機構90を介さずに支持部80に直接接続されてもよい。また、また、一実施形態において、補助弾性部材72は、調整機構90及び支持部80を介さずに、外枠部40又は基部60などに直接接続されてもよい。
支持部80は、補助弾性部材72及び/又は調整機構90を支持する部材としてよい。支持部80は、補助弾性部材72及び/又は調整機構90を支持可能な程度の硬度及び/又は強度を有する素材で構成されてよい。支持部80は、補助弾性部材72及び/又は調整機構90を支持可能な部材として例えば容易に変形しないような任意の素材で構成されてよい。また、支持部80は、図6A及び図6Bに示す形状に限定されず、補助弾性部材72及び/又は調整機構90を支持する任意の形状としてよい。
調整機構90は、補助弾性部材72を後方(Y軸負方向)に引っ張る弾性力の強さを調整する機構としてよい。調整機構90は、例えば、ネジを緩めることにより、補助弾性部材72のY軸方向の位置を変更可能に構成されてよい。また、調整機構90は、例えば、ネジを締めることにより、補助弾性部材72のY軸方向の位置を固定可能に構成されてよい。調整機構90は、補助弾性部材72を後方(Y軸負方向)に引っ張る弾性力の強さを調整可能な程度の硬度及び/又は強度を有する素材で構成されてよい。調整機構90は、補助弾性部材72を後方(Y軸負方向)に引っ張る弾性力の強さを調整可能な部材として例えば容易に変形しないような任意の素材で構成されてよい。また、調整機構90は、図6A及び図6Bに示す形状に限定されず、補助弾性部材72を後方(Y軸負方向)に引っ張る弾性力の強さを調整する任意の形状及び構造としてよい。また、補助弾性部材72を後方(Y軸負方向)に引っ張る弾性力の強さの調整が不要な場合、調整機構90は、省略されてもよい。
図6A及び図6Bに示すように、補助弾性部材72は、レーダセンサ5の後方において、レーダセンサ5よりも上の位置で支持されてよい。この場合、レーダセンサ5は、補助弾性部材72の弾性力によって、レーダセンサ5の後方かつ上方に弾性力を与えられる。すなわち、レーダセンサ5は、補助弾性部材72の弾性力によって、レーダセンサ5の後方かつ上方に引っ張られる。このような構成によれば、レーダセンサ5の上端部が、レーダセンサ5の下端部よりも前のめりにならない状態で維持され得る。この場合、例えば電子機器2の外枠部40の第1面(表面)が完全に正面方向(Y軸正方向)を向いていれば、レーダセンサ5の表面も正面方向(Y軸正方向)を向くように維持される。したがって、電子機器2は、レーダセンサ5から所望の方向に送信波し、レーダセンサ5によって所望の方向から(十分な強度で)反射波を受信することができる。
以上説明したように、第2実施形態に係る電子機器2は、補助弾性部材72を備えてよい。補助弾性部材72は、第1端及び第2端を両端とする構造を有してよい。すなわち、補助弾性部材72の第2端は、補助弾性部材72の第1端の反対側の端部としてよい。この場合、補助弾性部材72の第1端は、レーダセンサ5に接続されてよい。また、補助弾性部材72の第2端は、補助弾性部材72の第1端よりも鉛直上側に位置付けられ、かつ、前記外枠部の第2面側(Y軸負方向側)に向けて位置付けられてもよい。
(第3実施形態)
図7A及び図7Bは、第3実施形態に係る電子機器3の構造を示す図である。以下、第3実施形態に係る電子機器3について説明する。
図7A及び図7Bは、第3実施形態に係る電子機器3の構造を示す図である。以下、第3実施形態に係る電子機器3について説明する。
図7A及び図7Bに示す第3実施形態に係る電子機器3は、上述した第2実施形態に係る電子機器2と部分的に同じ構成を有してよい。したがって、以下、上述した第2実施形態に係る電子機器2と同一又は類似する説明は、適宜、簡略化又は省略する。
図7A及び図7Bに示すように、第3実施形態に係る電子機器3は、第2実施形態に係る電子機器2において、弾性部材70と外枠部40との接続箇所を変更してよい。図6A及び図6Bに示した第2実施形態に係る電子機器2において、弾性部材70A乃至弾性部材70Hは、全て、外枠部40の裏面側(Y軸負方向側)から、レーダセンサ5(又は受枠部50)に接続される。これに対し、第3実施形態に係る電子機器3において、複数の弾性部材70の一部は、外枠部40の裏面側(Y軸負方向側)から、レーダセンサ5(又は受枠部50)に接続されてよい。また、第3実施形態に係る電子機器3において、複数の弾性部材70の一部は、外枠部40の表面側(Y軸正方向側)から、レーダセンサ5(又は受枠部50)に接続されてよい。
図7A及び図7Bに示す例において、弾性部材70A、弾性部材70C、弾性部材70F、及び弾性部材70Hは、外枠部40の表面側(Y軸正方向側)から、レーダセンサ5(又は受枠部50)に接続されている。また、弾性部材70B、弾性部材70D、弾性部材70E、及び弾性部材70Gは、外枠部40の裏面側(Y軸負方向側)から、レーダセンサ5(又は受枠部50)に接続されている。
また、図8A及び図8Bに示すように、表面側からの接続と、裏面側からの接続とを逆にした構成にしてもよい。図8A及び図8Bは、第3実施形態の変形例に係る電子機器3’の構成を示す図である。図8A及び図8Bに示す例において、弾性部材70A、弾性部材70C、弾性部材70F、及び弾性部材70Hは、外枠部40の裏面側(Y軸負方向側)から、レーダセンサ5(又は受枠部50)に接続されている。また、弾性部材70B、弾性部材70D、弾性部材70E、及び弾性部材70Gは、外枠部40の表面側(Y軸正方向側)から、レーダセンサ5(又は受枠部50)に接続されている。
図7A及び図7B並びに図8A及び図8Bに示す構成性においては、複数の弾性部材70のうち隣り合うもの同士が、外枠部40の表面側及び裏面側から交互にレーダセンサ5(又は受枠部50)に接続されている。しかしながら、一実施形態においては、これらの例に限定されず、複数の弾性部材70のうち任意の一部を外枠部40の表面側から、また任意の一部を外枠部40の裏面側から、レーダセンサ5(又は受枠部50)に接続してよい。
第3実施形態に係る電子機器3のような構成によれば、レーダセンサ5(又は受枠部50)は、外枠部40の裏面側と裏面側の両側から引っ張られる力を与えられる。したがって、第3実施形態に係る電子機器3のような構成によれば、外枠部40において、レーダセンサ5をより安定させることができる。
以上説明したように、第3実施形態に係る電子機器3は、弾性部材70を、複数備えてよい。この場合、弾性部材70の少なくとも1つは、外枠部40の第1面(表面)側からレーダセンサ5に接続されてよい。また、弾性部材70の少なくとも1つは、外枠部40の第2面(裏面)側からレーダセンサ5に接続されてよい。
図9は、第3実施形態の変形例に係る電子機器3’の動作の例を示す図である。以下、第3実施形態の変形例に係る電子機器3’などの動作の例について説明する。
図9は、図8A及び図8Bに示した電子機器3’を上方から見た様子を示す図である。図9においては、外枠部40によって隠される内部の構造を、破線によって示してある。また、図9においては、複数の弾性部材70のうち、弾性部材70Eのみを示してある。さらに、図9においては、基部60、補助弾性部材72、支持部80、及び調整機構90の図示は省略してある。
図9において、レーダセンサ5は、その正面方向(Y軸正方向)に送信波を送信し、当該方向の反射波を受信することができる。一方、レーダセンサ5は、送信波の位相を制御することにより、ビームを正面方向以外の方向に向けることもできる。この場合、図2に示したレーダセンサ5の制御部10は、位相制御部23を制御することにより、送信波の位相を制御してよい。図9において、レーダセンサ5から送信される送信波のビームの方向を、正面を基準として、角度θで示す。以下、角度θを、「送信波の放射方向θ」とも記す。また、図9において、弾性部材70Eの長手方向を、正面を基準として、角度φで示す。以下、角度φを、「弾性部材70Eの長手方向Φ」とも記す。
図9に示すような構成において、送信波及び/又は反射波の放射方向θが弾性部材70Eの長手方向Φよりも大きくなると、送信波及び/又は反射波が弾性部材70Eによる干渉を受け易くなる。したがって、図9に示すような構成においては、送信波の放射方向θが弾性部材70Eの長手方向Φよりも大きくならないようにしてもよい。この場合、例えば、送信波の放射方向θが弾性部材70Eの長手方向Φよりも大きくならないように、送信波の位相を制御してもよい(すなわち送信波の放射方向θを制限してもよい)。また、例えば、送信波の放射方向θが弾性部材70Eの長手方向Φよりも大きくならないように、弾性部材70Eが取り付けられる方向を調整してもよい(すなわち弾性部材70Eの長手方向Φを調整してもよい)。いずれの場合も、レーダセンサ5と外枠部40とが接続される際に、弾性部材70が送信波及び/又は反射波の放射範囲外になるように構成してよい。
例えば弾性部材70がコイルバネにより構成される場合、コイルスプリングは中空の構造となる。また、コイルスプリングを形成するコイル(金属製の線)の断面は通常円形となり、コイルの表面は通常曲面になる。したがって、図9に示すように、送信波の放射方向θが比較的大きくなる場合などにおいて、送信波の放射方向θと弾性部材70Eの長手方向Φが平行になるように構成してもよい。送信波の放射方向θと弾性部材70Eの長手方向Φが平行になる場合、送信波及び/又は反射波は、弾性部材70Eの中空構造を通過することができ、弾性部材70Eによる干渉を最小限にすることができる。また、送信波及び/又は反射波は、弾性部材70Eの中空構造を通過する際に、コイルスプリングを形成するコイル(金属製の線)の断面積の大きさのぶんだけ干渉を受け得る。しかしながら、上述のように、コイルの断面は通常円形となり、コイルの表面は通常曲面になるため、弾性部材70Eによる干渉を低減することができる。
以上説明したように、弾性部材70は、送信波及び反射波の少なくとも一方の放射範囲外において、レーダセンサ5と外枠部40とを接続してよい。また、弾性部材70は、送信波及び反射波の少なくとも一方の放射方向が弾性部材70の長手方向と平行になるように配置されてもよい。このような構成によれば、送信波及び/又は反射波が弾性部材70Eによる干渉を受けにくくすることができる。
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。
上述した実施形態において、電子機器1は、図2に示したような制御部10を備えてもよい。すなわち、一実施形態に係る電子機器は、送信波及び反射波に基づいて物体を検出する制御部10を備えてもよい。
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。また、例えば、上述した実施形態は、電子機器1のような機器が実行するプログラムとして実施してもよい。さらに、上述した実施形態は、例えば、電子機器1のような機器が実行するプログラムを記録した記録媒体又は記憶媒体、すなわちコンピュータ読み取り可能な記録媒体又は記憶媒体として実施してもよい。
1 電子機器
5 レーダセンサ
10 制御部
11 距離FFT処理部
12 速度FFT処理部
13 判定部
14 到来角推定部
15 物体検出部
16 物体追跡部
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 外枠部
50 受枠部
60 基部
70 弾性部材
72 補助弾性部材
80 支持部
90 調整機構
5 レーダセンサ
10 制御部
11 距離FFT処理部
12 速度FFT処理部
13 判定部
14 到来角推定部
15 物体検出部
16 物体追跡部
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 外枠部
50 受枠部
60 基部
70 弾性部材
72 補助弾性部材
80 支持部
90 調整機構
Claims (10)
- 送信波を送信アンテナから送信する送信部、及び前記送信波が物体によって反射された反射波を受信アンテナから受信する受信部を備えるレーダセンサと、
前記レーダセンサの少なくとも一部の周囲に配置される外枠部と、
前記レーダセンサと前記外枠部とを接続する弾性部材と、
を備える、電子機器。 - 前記弾性部材を複数備え、
前記弾性部材のうち鉛直上側のものの弾性力は、前記弾性部材のうち鉛直下側のものの弾性力よりも強い、請求項1に記載の電子機器。 - 前記外枠部は、前記送信波が送信され前記反射波が受信される側の第1面と、前記第1面とは反対側の第2面とを有し、
前記弾性部材は、前記外枠部の前記第2面側から前記レーダセンサに接続される、請求項1に記載の電子機器。 - 第1端及び当該第1端とは反対側の第2端を有する補助弾性部材を備え、
前記補助弾性部材の前記第1端は、前記レーダセンサに接続され、
前記補助弾性部材の前記第2端は、前記第1端よりも鉛直上側に、かつ前記外枠部の前記第2面側に向けて位置付けられる、請求項1に記載の電子機器。 - 前記弾性部材を複数備え、
前記弾性部材の少なくとも1つは、前記外枠部の前記第1面側から前記レーダセンサに接続され、
前記弾性部材の少なくとも1つは、前記外枠部の前記第2面側から前記レーダセンサに接続される、請求項3に記載の電子機器。 - 前記弾性部材は、前記送信波及び前記反射波の少なくとも一方の放射範囲外において前記レーダセンサと前記外枠部とを接続する、請求項1に記載の電子機器。
- 前記弾性部材は、前記送信波及び前記反射波の少なくとも一方の放射方向が前記弾性部材の長手方向と平行になるように配置される、請求項1に記載の電子機器。
- 前記弾性部材を複数備え、
前記弾性部材の少なくとも一部は、鉛直方向又は水平方向に対称的に配置される、請求項1に記載の電子機器。 - 前記送信波及び前記反射波に基づいて前記物体を検出する制御部を備える、
請求項1から請求項8のいずれかに記載の電子機器。 - 受信波に基づいて物体を検出するセンサと、
弾性部材により前記センサと接続する外枠部と、
を備える、電子機器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022200598 | 2022-12-15 | ||
JP2022-200598 | 2022-12-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024128233A1 true WO2024128233A1 (ja) | 2024-06-20 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2023/044503 WO2024128233A1 (ja) | 2022-12-15 | 2023-12-12 | 電子機器 |
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WO (1) | WO2024128233A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2023
- 2023-12-12 WO PCT/JP2023/044503 patent/WO2024128233A1/ja unknown
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