方位検出装置
【課題】 構成が簡易で少ない処理量にて位相折り返しに起因する誤検出を防止可能な方位検出装置を提供する。
【解決手段】 レーダ波を用いて検出された対象物標の距離，相対速度，方位に基づいて、ＣＣＤカメラ１６で撮像される撮像画面上で対象物標が検出されるべき位置を算出し、その算出された位置に物標が存在するか否かを判断する（Ｓ２１０〜Ｓ２３０）。物標が存在しなければ、対象物標の方位の算出に用いた受信信号の位相差Δθに、位相の折返しがあったものとして改めて方位を算出し、この方位を用いて撮像画面上で対象物が検出されるべき予測位置を算出して、その予測位置に物標が存在すれば、その予測位置の算出に使用した方位を対象物標の方位とする方位補正を行う（Ｓ２４０〜Ｓ２６０）。
【解決手段】 レーダ波を用いて検出された対象物標の距離，相対速度，方位に基づいて、ＣＣＤカメラ１６で撮像される撮像画面上で対象物標が検出されるべき位置を算出し、その算出された位置に物標が存在するか否かを判断する（Ｓ２１０〜Ｓ２３０）。物標が存在しなければ、対象物標の方位の算出に用いた受信信号の位相差Δθに、位相の折返しがあったものとして改めて方位を算出し、この方位を用いて撮像画面上で対象物が検出されるべき予測位置を算出して、その予測位置に物標が存在すれば、その予測位置の算出に使用した方位を対象物標の方位とする方位補正を行う（Ｓ２４０〜Ｓ２６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ間の位相差からレーダ波を反射した物標の方位を求める方位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のアンテナ素子を用いて受信した各受信信号間の位相差から、電波を反射した物標の方位を検出する方位検出方法として、モノパルス、フェーズドアレイ、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）等の方法が知られている。
【０００３】
これらの方位検出方法では、図６（ａ）に示すように、アンテナ素子の組み合わせ（以下「チャンネル」ともいう。）によって、物標との間を往復する電波の経路差ΔＬが異なることにより、各チャンネルで受信される受信信号間に生じる位相差Δθ［ｒａｄ］に基づいて、電波を反射した物標の方位αを求めている。
【０００４】
但し、この場合、図７に示すように、位相の周期性からΔθ＝θｏ（｜θｏ｜＜π）と、Δθ＝θｏ±２ｎπ（ｎ＝１，２，…）とを区別できない（いわゆる位相折返しが発生する）。このため、位相差Δθが−π〜＋π［ｒａｄ］となる範囲に対応する方位角度領域（以下「方位エリア」という。）Ａ０に物標が存在すれば、その物標の方位を正しく検出できるが、方位エリアＡ０外、即ち、位相差Δθが（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］（ｍ≠０の整数）となる範囲に対応する方位エリアＡｍに物標が存在すると、その物標の方位を、方位エリアＡ０内にあるものとして誤検出してしまう（図８参照）。
【０００５】
具体的には、図８に示すように、例えば、物標Ｍが方位エリアＡ０からこれに隣接する方位エリアＡ+1に移動した（図中実線で示す）にもかかわらず、これとは反対側の方位エリアＡ-1から方位エリアＡ０に移動してきたように物標Ｍが検知されることになる（図中点線で示す）。これと同様の現象は、物標が方位エリアＡｍの境界を越える毎に生じることになる。
【０００６】
なお、図７，８では、電波の波長が３．９ｍｍ（約７７ＧＨｚ）、アンテナ素子間隔ｄ（図６参照）が７．２ｍｍの場合を示し、この場合の方位エリアＡ０は、−１６°〜＋１６°、各方位エリアＡｍの角度幅は３２°となる。
【０００７】
このような位相の折返しによる誤検出を防止する方法として、一般的には、アンテナの指向性（アンテナのゲインが半分となる半値角の幅）を絞ることで、方位エリアＡ０外から到来する電波を受信しないようにしたり、図６（ｂ）に示すように、各アンテナ素子の配置間隔ｄを狭くすることで、方位エリアＡ０の角度幅を拡大することが行われている。図９は、アンテナ素子の配置間隔ｄを狭くした場合の位相差Δθと方位αとの関係を示したものであり、方位に対する位相差Δθの回転量が少なくなるため、物標の検出が可能となる範囲が広がることがわかる。
【０００８】
なお、これらの技術は、位相差から方位を検出する装置においては、一般的に使用されており、公知・公用の技術に該当するため、特に先行技術文献は開示しない。
また、上述のような誤検出を防止する他の方法として、異なる間隔で配置された２系列のアンテナを使用し、各系列毎に受信信号間の位相差から、位相折り返しも考慮した電波の到来方向を順次求め、両系列で一致した時の方位を採用する方法も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２３０９７４号公報（段落［００３３］、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、アンテナの指向性を絞る場合、方位エリアＡ０内と方位エリアＡ０外とでゲインが急峻に変化するよう設計することは非常に困難であり、実際には、方位エリアＡ０外から到来する電波を完全に遮断することはできないため、誤検出を確実には防止できないという問題があった。
【００１０】
また、アンテナ素子の配置間隔を狭くした場合、個々のアンテナ素子の開口面積を十分に確保することができなくなるため、最大検知距離などの性能を低下させてしまうという問題があった。
【００１１】
特に、フェーズドアレイ方式やＤＢＦ方式では、電波の到来方向を識別する分解能を向上させるためには、アンテナアレー全体の開口面を大きくすることが望ましい。しかし、アンテナ素子の配置間隔が狭いと、アンテナアレー全体として必要な開口面を確保するには、非常に多くのアンテナ素子が必要となり、実装の手間や製造コストが増大するという問題もあった。
【００１２】
また、配置間隔の異なる２系列のアンテナを用いた場合、装置の構造が複雑になるだけでなく、各系列にて同様の処理をそれぞれ行わなければならないため、処理量が大幅に増大するという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するために、構成が簡易で少ない処理量にて位相折り返しに起因する誤検出を防止可能な方位検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するためになされた本発明の方位検出装置では、送信アンテナ及び受信アンテナのうち少なくとも一方を複数備え、送信及び受信アンテナを組み合わせてなるチャンネル毎に電波を送受信し、各チャンネルにて受信される受信信号間の位相差に基づいて電波を反射した物標の方位を検出する。
【００１５】
このとき、方位算出手段が、受信信号間の位相差に基づき、その位相差が−π〜＋π［ｒａｄ］の範囲内にあるものとして物標の方位を算出すると共に、領域特定手段が、位相差の範囲（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］（但しｍは整数）にそれぞれ対応する方位角度領域（方位エリア）のうち、いずれの方位角度領域に物標が存在するかを特定する。そして、補正手段が、この領域特定手段での特定結果に従って、方位算出手段にて算出された方位を補正する。
【００１６】
具体的には、領域特定手段にて、位相差が−π〜＋πである範囲（ｍ＝０）に対応する方位角度領域が特定された場合には、方位算出手段にて算出された方位を補正する必要がない。一方、それ以外の方位角度領域（ｍ≠０）が特定された場合には、各方位角度領域の領域幅を表す角度をαとすると、方位算出手段にて算出された方位にｍ×αを加える補正を行えばよい。
【００１７】
このように、本発明の方位検出装置によれば、物標が存在する方位角度領域を、受信信号の位相差以外のものを用いて特定しているため、位相の折り返しが生じていても、物標の方位を正しく検出することができる。
【００１８】
また、本発明の方位検出装置は、位相差−π〜＋π［ｒａｄ］に対応する方位角度領域を含み、且つこの方位角度領域より広い角度範囲を撮像する撮像手段と、電波の送受信信号に基づいて物標との距離を求める距離算出手段とを備えており、領域特定手段は、次のようにして方位角度領域を特定する。
【００１９】
即ち、写像手段が、受信信号間の位相差に基づいて、その位相差が（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］の各範囲内にあるものとしてそれぞれ算出された各方位と、距離算出手段にて算出された距離とに基づいて、撮像手段にて撮像された二次元画像上にて物標が検出されるべき位置を方位角度領域毎に求め、判断手段が、この写像手段が求めた各位置にて物標が撮像されているか否かを判断し、この判断手段での判断結果に基づいて、物標が存在する方位角度領域を特定する。
【００２０】
なお、他の用途で上述のような撮像手段が設けられている時には、これを利用すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態、及びその前提となる参考例を図面と共に説明する。
［参考例］
図１は、参考例の車載用レーダ装置の全体構成を表すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、本参考例のレーダ装置２は、送信アンテナＡＳを介してミリ波帯のレーダ波を送信する送信器４と、送信器４から送出され先行車両や路側物等といった目標物体（障害物）に反射したレーダ波（以下、反射波という）を、一列に等間隔で配置されたＮ個（本参考例ではＮ＝８）の受信アンテナＡＲ１〜ＡＲＮにて受信し、後述するＮ個のビート信号Ｂ１〜ＢＮを生成するＮチャネル受信器６と、受信器６が生成するビート信号Ｂ１〜ＢＮを、それぞれサンプリングしてデジタルデータＤ１〜ＤＮに変換するＮ個のＡＤ変換器ＡＤ１〜ＡＤＮからなるＡＤ変換部８と、ＡＤ変換器ＡＤ１〜ＡＤＮを介して取り込んだデジタルデータＤ１〜ＤＮに基づいて各種信号処理を行う信号処理部１０とを備えている。
【００２３】
このうち送信器４は、時間に対して周波数が直線的に漸増，漸減を繰り返すよう変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する高周波発振器１２と、高周波発振器１２の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力分配する分配器１４とを備えており、送信信号Ｓｓを送信アンテナＡＳへ供給し、ローカル信号Ｌを受信器６へ供給するように構成されている。
【００２４】
一方、受信器６は、各受信アンテナＡＲｉ毎に、その受信信号Ｓriにローカル信号Ｌを混合し、これら信号の差の周波数成分であるビート信号Ｂｉを生成する高周波用ミキサＭＸｉと、ビート信号Ｂｉを増幅する増幅器ＡＭＰｉと備えている。なお、増幅器ＡＭＰｉは、ビート信号Ｂｉから不要な高周波成分を取り除くフィルタ機能も有している。
【００２５】
以下では、各受信アンテナＡＲｉに対応して受信信号ＳriからデジタルデータＤｉを生成するための構成ＭＸｉ，ＡＭＰｉ，ＡＤｉを、一括して受信チャネルｃｈｉと呼ぶ。
なお、本参考例では、アンテナの半値角は２０°（車両の正面方向を０°として−１０〜＋１０°）に設定されている。また、受信アンテナＡＲ１〜ＡＲＮの配置間隔は７．２ｍｍに設定されると共に、高周波発振器１２は、波長が３．９ｍｍ（約７７ＧＨｚ）の電波を生成するように設定されている。
【００２６】
ここでは、隣接する受信アンテナＡＲｉ，ＡＲi+1 から供給される二つの受信信号間の位相差Δθが、（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］（ｍは整数）となる範囲に対応する方位角度領域のことを方位エリアＡｍとよぶものとする。そして、上述のようにアンテナの配置間隔と使用電波の波長とが設定されていることにより、各方位エリアＡｍの角度幅は３２°となり、特に、受信アンテナ間の位相差が−π〜＋π［ｒａｄ］（即ちｍ＝０）となる範囲に対応する方位エリアＡ０は−１６°〜＋１６°となるようにされている（図８参照）。
【００２７】
このように構成されたレーダ装置２では、周波数変調された連続波（ＦＭＣＷ）からなるレーダ波が、送信器４によって送信アンテナＡＳを介して送信され、その反射波が各受信アンテナＡＲ１〜ＡＲＮにて受信される。すると、各受信チャネルｃｈｉでは、受信アンテナＡＲｉからの受信信号Ｓriを、ミキサＭＸｉにて送信器４からのローカル信号Ｌと混合することにより、これら受信信号Ｓriとローカル信号Ｌとの差の周波数成分であるビート信号Ｂｉを生成する。このビート信号Ｂｉを増幅器ＡＭＰｉにて増幅すると共に不要な高周波成分を除去した後、ＡＤ変換器ＡＤｉにて繰り返しサンプリングしてデジタルデータＤｉに変換する。
【００２８】
次に、信号処理部１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、ＡＤ変換部８からデータを入力する入力ポートや高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行するためのデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等を備えている。
【００２９】
そして、信号処理部１０では、送信信号Ｓｓの周波数が増加する上り変調、及び周波数が減少する下り変調からなる測定期間が終了する毎に、その測定期間の間にＡＤ変換部８にてサンプリングされたデジタルデータＤｉに基づいて物標を検出し、その検出した物標との距離や相対速度，方位を算出する物標検出処理や、物標の検出処理にて検出された方位を補正する方位補正処理を実行する。
【００３０】
このうち、物標検出処理では、デジタルデータＤｉをチャンネル毎にＦＦＴ処理する等して物標からの反射波に基づく周波数成分を特定することで物標の検出を行い、その検出した物標のそれぞれについて、ＦＭＣＷレーダにおける周知の方法を用いて距離や相対速度を算出する。これと共に、検出した物標のそれぞれについて、同一物標に基づく周波数成分の各チャンネル間における位相差Δθの情報に基づいて物標の方位を算出する。なお、具体的な方位の算出方法は、位相差Δθの情報を用いるものであればよく、例えば、ＤＢＦやＥＳＰＲＩＴなどの信号処理を用いることができる。
【００３１】
一方、方位補正処理では、物標検出処理で検出される方位が、各チャンネルで検出された信号間の位相差Δθに位相の折返しがないもの（｜Δθ｜＜π）、即ち方位エリアＡ０に物標が存在するものとして算出されるため、これを位相の折返しを考慮した正しい方位に補正する。
【００３２】
この方位補正処理の詳細を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。但し、本処理は、物標検出処理にて検出された物標のそれぞれについて実行されるものとする。
本処理が起動すると、まずＳ１１０では、処理対象となった物標（以下「対象物標」という。）について、物標検出処理にて求められた距離，相対速度，方位を入力し、続くＳ１２０では、前回の測定期間にて検出された各物標について、後述するＳ１７０〜Ｓ１９０にてそれぞれ算出された予測位置（又は見かけ上の予測位置）と、先のＳ１１０にて入力された物標の方位及び距離（以下「検出位置」という。）とを比較し、予測位置の中に検出位置と一致するものがあるか否かを判断する。
【００３３】
予測位置の中に検出位置と一致するものがなければ、Ｓ１３０に移行して、対象物標を新規物標として登録後Ｓ１６０に移行し、一方、予測位置の中に検出位置と一致するものがあれば、Ｓ１４０に移行する。
【００３４】
Ｓ１４０では、予測位置に添付された情報に基づいて、検出位置と一致した予測位置が見かけ上の予測位置であるか否かを判断し、見かけ上の予測位置ではなく、実際の予測位置であれば、そのままＳ１６０に移行する。
【００３５】
一方、検出位置と一致した予測位置が見かけ上の予測位置であれば、Ｓ１５０に移行して、予測位置に添付された情報に基づいて、実際の予測位置が属する方位エリアＡｍを特定し、その特定された方位エリアＡｍに応じた方位補正を行った後、Ｓ１６０に移行する。
【００３６】
具体的には、各方位エリアの角度幅をΦ、物標検出処理にて求められた方位をαｏとすると、実際の方位αは次式（１）により求められる。
α＝αｏ＋２ｍΦ （１）
Ｓ１６０では、物標検出処理にて算出された距離及び相対速度と、同処理にて算出された方位、又はＳ１５０にて方位補正が行われた場合にはその補正された方位とを、対象物標についての履歴データとして記憶し、続くＳ１７０では、Ｓ１６０にて記憶された履歴データに基づいて、その対象物標が次回の測定期間にて検出されるべき予測位置（予測距離，予測方位）を算出する。
【００３７】
そして、Ｓ１８０では、予測位置が方位エリアＡ０内にあるか否かを判断し、方位エリアＡ０内であれば、そのまま本処理を終了する。一方、予測位置が方位エリアＡ０外であれば、Ｓ１９０に移行し、方位エリアＡ０内での見かけ上の予測位置を算出すると共に、予測位置の付属情報として、実際の予測位置が属する方位エリアＡｍの番号ｍを、見かけ上の予測位置と共に記憶して、本処理を終了する。
【００３８】
なお、見かけ上の予測位置とは、Ｓ１７０にて算出された予測方位を、位相差Δθにおける位相の折返しを考慮しないで算出した場合に得られる方位エリアＡ０内での方位（見かけ上の方位）に置き換えたものである。具体的には、予測方位をαｐ、予測位置が属する方位エリアをＡｍとすると、見かけ上の予測方位αopは、次式（２）にて算出される。
【００３９】
αop＝αｐ−２ｍΦ （２）
以上説明したように、本参考例のレーダ装置２によれば、図８に示すように、方位エリアＡ０内で物標が検出され、その後、方位エリアＡ+1に移動（図中実線で示す）することにより、実際の位置とは異なる位置（図中点線で示す）にて物標が検出されることになったとしても、その物標についての履歴データから、物標が実際に存在する方位エリアＡｍ（図８ではｍ＝＋１）を特定することができるため、その特定される方位エリアＡｍと、方位エリアＡ０内で検出される見かけ上の位置（見かけ上の方位αｏ）とから、実際の位置（実際の方位α）を正しく求めることができる。
【００４０】
このように、本参考例のレーダ装置２によれば、方位エリアＡ０以外に位置する物標でも、その方位を正しく求めることができるため、物標を検知可能な範囲を拡大することができる。
【００４１】
また、本参考例のレーダ装置２によれば、上述した検知可能な範囲の拡大のために、受信アンテナＡＲ１〜ＡＲＮ間の間隔を狭める必要がなく、また、方位エリアＡ０の境界でゲインが急峻に変化するようなアンテナを用いる必要もないため、アンテナ部分に特別な変更を加えることなく安価に高機能化を図ることができる。
【００４２】
また、配置間隔の異なる２系列のアンテナを用いた従来装置のように、各系列にて同様の処理をそれぞれ行う必要がなく、簡易な方位補正処理を追加するだけで、これと同様の効果を得ることができ、この従来装置と比較して、処理量も大幅に削減できる。
【００４３】
なお、本参考例では、物標検出処理が方位算出手段、Ｓ１１０〜Ｓ１２０，Ｓ１４０，Ｓ１７０〜Ｓ１９０が領域特定手段、Ｓ１５０が補正手段に相当する。
［実施形態］
次に本発明の実施形態について説明する。
【００４４】
図３は、本実施形態のレーダ装置２ａの全体構成を表すブロック図である。
なお、本実施形態のレーダ装置２ａは、参考例のレーダ装置２とは、構成の一部と、信号処理部にて実行される処理の一部が異なるだけであるため、同一の構成部分については、同一符号を付して説明を省略し、参考例とは異なる部分を中心に説明する。
【００４５】
図３に示すように、本実施形態のレーダ装置２ａは、参考例のレーダ装置２の構成に加えて、方位エリアＡ０を含むより広いエリア（本実施形態では−３０°〜＋３０°）を撮像するＣＣＤカメラ１６を備え、信号処理部１０では、ＡＤ変換部８を介して取り込まれるデジタルデータＤｉに基づく物標検出処理と、ＣＣＤカメラ１６にて撮像された画像データに基づく物標認識処理と、物標検出処理にて検出された物標の方位を、物標認識処理での認識結果に従って補正する方位補正処理を実行するようにされている。
【００４６】
なお、物標検出処理は、参考例と全く同様であるため説明を省略する。また、物標認識処理では、パターン認識などの画像処理を行うことにより撮像画面上で物標が存在する可能性が高い領域を抽出するものである。その具体的な方法としては様々なものが提案されているが、どの方法を用いてもよく、その方法の詳細は本発明の要旨とは関係がないため、ここでは説明を省略する。
【００４７】
ここで、参考例とは内容の異なる方位補正処理を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。但し、本処理は、物標検出処理にて検出された物標のそれぞれについて実行されるものとする。
【００４８】
本処理が起動すると、まずＳ２１０では、処理対象となった物標（対象物標）について、物標検出処理にて求められた距離，相対速度，方位を入力し、続くＳ２２０では、その入力された距離及び方位に基づいて、ＣＣＤカメラ１６で撮像される撮像画面上で対象物標が検出されるべき位置を算出する。なお、この算出には、３次元空間内の位置を２次元平面上に投影する公知の方法を用いればよい。
【００４９】
そして、Ｓ２３０では、物標認識処理での認識結果に基づき、Ｓ２２０にて算出された位置に物標が存在するか否かを判断し、存在すればＳ２７０に移行し、存在しなければＳ２４０に移行する。
【００５０】
Ｓ２４０では、物標検出処理での方位の算出に用いた位相差Δθに、位相の折返しがあったものとして改めて方位を算出し、この方位を用いて撮像画面上で対象物が検出されるべき位置（予測位置）を算出する。このとき、ＣＣＤカメラ１６の撮像範囲内にある方位エリアＡ０を除く全ての方位エリアＡｍについて、位相差Δθに対応する方位αをそれぞれ算出する。
【００５１】
具体的には、図５に示すように、物標検出処理にて算出された方位（見かけ上の方位）をαｏとすると、可能な全てのｍ（図ではｍ＝±１）について、上述の（１）式を用いて、方位α（＝αｏ＋２ｍΦ）を求め、その求めた方位αのそれぞれについて撮像画面上での予測位置を算出する。
【００５２】
続くＳ２５０では、物標認識処理での認識結果に基づき、Ｓ２４０にて算出された予測位置のいずれかに物標が存在するか否かを判断し、存在すればＳ２６０に移行して、その予測位置の算出に使用した方位を対象物標の方位とする方位補正を行った後Ｓ２７０に進む。
【００５３】
Ｓ２７０では、物標検出処理にて算出された対象物標についての距離，相対速度と、同処理にて算出された方位、又はＳ２６０にて方位が特定された場合にはその特定された方位とを、対象物標についての履歴データとして記憶し、本処理を終了する。
【００５４】
一方、先のＳ２５０にて、Ｓ２４０にて算出された予測位置のいずれにも物標が存在しない場合には、Ｓ２８０に移行して、その対象物標を除去する等のエラー処理を行った後、本処理を終了する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態のレーダ装置２ａでは、レーダ波の送受信により得られるデータと、ＣＣＤカメラ１６での撮像により得られるデータとを照合することで、物標が存在する方位（方位エリアＡｍ）を特定するようにされている。このため、レーダ波から得られる位相差Δθの情報に位相の折返しが生じていたとしても、両データから特定される方位エリアＡｍと、方位エリアＡ０内で検出される見かけ上の位置（見かけ上の方位αｏ）とから、実際の位置（実際の方位α）を正しく求めることができ、参考例のレーダ装置２と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、ＣＣＤカメラ１６が撮像手段、物標検出処理が距離算出手段、Ｓ２２０，Ｓ２４０が写像手段、Ｓ２３０，Ｓ２５０が判断手段に相当する。
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
【００５７】
例えば、上記実施形態では、受信アンテナを複数備えたレーダ装置に適用したが、送信アンテナを複数備えたレーダ装置（受信アンテナは一つでも複数でもよい）に適用してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、アンテナの半値幅が方位エリアＡ０とほぼ等しくなるように設定されているが、これより広く設定して、方位エリアＡ０以外の物標をより積極的に検出できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】参考例のレーダ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】参考例における方位補正処理の内容を示すフローチャートである。
【図３】実施形態のレーダ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態における方位補正処理の内容を示すフローチャートである。
【図５】実施形態での動作を示す説明図である。
【図６】位相差に基づく方位検出の原理を示す説明図である。
【図７】位相差と方位との関係、及びアンテナ特性の設定例を示す説明図である。
【図８】従来装置の問題点、及び参考例での動作を示す説明図である。
【図９】位相差と方位との関係、及びアンテナ特性の設定例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
２，２ａ…レーダ装置、４…送信器、６…Ｎチャネル受信器、８…ＡＤ変換部、１０…信号処理部、１２…高周波発振器、１４…分配器、１６…ＣＣＤカメラ、Ａｍ…方位エリア、ＡＤｉ…ＡＤ変換器、ＡＭＰｉ…増幅器、ＡＲｉ…受信アンテナ、ＡＳ…送信アンテナ、ＭＸｉ…高周波用ミキサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ間の位相差からレーダ波を反射した物標の方位を求める方位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のアンテナ素子を用いて受信した各受信信号間の位相差から、電波を反射した物標の方位を検出する方位検出方法として、モノパルス、フェーズドアレイ、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）等の方法が知られている。
【０００３】
これらの方位検出方法では、図６（ａ）に示すように、アンテナ素子の組み合わせ（以下「チャンネル」ともいう。）によって、物標との間を往復する電波の経路差ΔＬが異なることにより、各チャンネルで受信される受信信号間に生じる位相差Δθ［ｒａｄ］に基づいて、電波を反射した物標の方位αを求めている。
【０００４】
但し、この場合、図７に示すように、位相の周期性からΔθ＝θｏ（｜θｏ｜＜π）と、Δθ＝θｏ±２ｎπ（ｎ＝１，２，…）とを区別できない（いわゆる位相折返しが発生する）。このため、位相差Δθが−π〜＋π［ｒａｄ］となる範囲に対応する方位角度領域（以下「方位エリア」という。）Ａ０に物標が存在すれば、その物標の方位を正しく検出できるが、方位エリアＡ０外、即ち、位相差Δθが（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］（ｍ≠０の整数）となる範囲に対応する方位エリアＡｍに物標が存在すると、その物標の方位を、方位エリアＡ０内にあるものとして誤検出してしまう（図８参照）。
【０００５】
具体的には、図８に示すように、例えば、物標Ｍが方位エリアＡ０からこれに隣接する方位エリアＡ+1に移動した（図中実線で示す）にもかかわらず、これとは反対側の方位エリアＡ-1から方位エリアＡ０に移動してきたように物標Ｍが検知されることになる（図中点線で示す）。これと同様の現象は、物標が方位エリアＡｍの境界を越える毎に生じることになる。
【０００６】
なお、図７，８では、電波の波長が３．９ｍｍ（約７７ＧＨｚ）、アンテナ素子間隔ｄ（図６参照）が７．２ｍｍの場合を示し、この場合の方位エリアＡ０は、−１６°〜＋１６°、各方位エリアＡｍの角度幅は３２°となる。
【０００７】
このような位相の折返しによる誤検出を防止する方法として、一般的には、アンテナの指向性（アンテナのゲインが半分となる半値角の幅）を絞ることで、方位エリアＡ０外から到来する電波を受信しないようにしたり、図６（ｂ）に示すように、各アンテナ素子の配置間隔ｄを狭くすることで、方位エリアＡ０の角度幅を拡大することが行われている。図９は、アンテナ素子の配置間隔ｄを狭くした場合の位相差Δθと方位αとの関係を示したものであり、方位に対する位相差Δθの回転量が少なくなるため、物標の検出が可能となる範囲が広がることがわかる。
【０００８】
なお、これらの技術は、位相差から方位を検出する装置においては、一般的に使用されており、公知・公用の技術に該当するため、特に先行技術文献は開示しない。
また、上述のような誤検出を防止する他の方法として、異なる間隔で配置された２系列のアンテナを使用し、各系列毎に受信信号間の位相差から、位相折り返しも考慮した電波の到来方向を順次求め、両系列で一致した時の方位を採用する方法も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２３０９７４号公報（段落［００３３］、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、アンテナの指向性を絞る場合、方位エリアＡ０内と方位エリアＡ０外とでゲインが急峻に変化するよう設計することは非常に困難であり、実際には、方位エリアＡ０外から到来する電波を完全に遮断することはできないため、誤検出を確実には防止できないという問題があった。
【００１０】
また、アンテナ素子の配置間隔を狭くした場合、個々のアンテナ素子の開口面積を十分に確保することができなくなるため、最大検知距離などの性能を低下させてしまうという問題があった。
【００１１】
特に、フェーズドアレイ方式やＤＢＦ方式では、電波の到来方向を識別する分解能を向上させるためには、アンテナアレー全体の開口面を大きくすることが望ましい。しかし、アンテナ素子の配置間隔が狭いと、アンテナアレー全体として必要な開口面を確保するには、非常に多くのアンテナ素子が必要となり、実装の手間や製造コストが増大するという問題もあった。
【００１２】
また、配置間隔の異なる２系列のアンテナを用いた場合、装置の構造が複雑になるだけでなく、各系列にて同様の処理をそれぞれ行わなければならないため、処理量が大幅に増大するという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するために、構成が簡易で少ない処理量にて位相折り返しに起因する誤検出を防止可能な方位検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するためになされた本発明の方位検出装置では、送信アンテナ及び受信アンテナのうち少なくとも一方を複数備え、送信及び受信アンテナを組み合わせてなるチャンネル毎に電波を送受信し、各チャンネルにて受信される受信信号間の位相差に基づいて電波を反射した物標の方位を検出する。
【００１５】
このとき、方位算出手段が、受信信号間の位相差に基づき、その位相差が−π〜＋π［ｒａｄ］の範囲内にあるものとして物標の方位を算出すると共に、領域特定手段が、位相差の範囲（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］（但しｍは整数）にそれぞれ対応する方位角度領域（方位エリア）のうち、いずれの方位角度領域に物標が存在するかを特定する。そして、補正手段が、この領域特定手段での特定結果に従って、方位算出手段にて算出された方位を補正する。
【００１６】
具体的には、領域特定手段にて、位相差が−π〜＋πである範囲（ｍ＝０）に対応する方位角度領域が特定された場合には、方位算出手段にて算出された方位を補正する必要がない。一方、それ以外の方位角度領域（ｍ≠０）が特定された場合には、各方位角度領域の領域幅を表す角度をαとすると、方位算出手段にて算出された方位にｍ×αを加える補正を行えばよい。
【００１７】
このように、本発明の方位検出装置によれば、物標が存在する方位角度領域を、受信信号の位相差以外のものを用いて特定しているため、位相の折り返しが生じていても、物標の方位を正しく検出することができる。
【００１８】
また、本発明の方位検出装置は、位相差−π〜＋π［ｒａｄ］に対応する方位角度領域を含み、且つこの方位角度領域より広い角度範囲を撮像する撮像手段と、電波の送受信信号に基づいて物標との距離を求める距離算出手段とを備えており、領域特定手段は、次のようにして方位角度領域を特定する。
【００１９】
即ち、写像手段が、受信信号間の位相差に基づいて、その位相差が（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］の各範囲内にあるものとしてそれぞれ算出された各方位と、距離算出手段にて算出された距離とに基づいて、撮像手段にて撮像された二次元画像上にて物標が検出されるべき位置を方位角度領域毎に求め、判断手段が、この写像手段が求めた各位置にて物標が撮像されているか否かを判断し、この判断手段での判断結果に基づいて、物標が存在する方位角度領域を特定する。
【００２０】
なお、他の用途で上述のような撮像手段が設けられている時には、これを利用すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態、及びその前提となる参考例を図面と共に説明する。
［参考例］
図１は、参考例の車載用レーダ装置の全体構成を表すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、本参考例のレーダ装置２は、送信アンテナＡＳを介してミリ波帯のレーダ波を送信する送信器４と、送信器４から送出され先行車両や路側物等といった目標物体（障害物）に反射したレーダ波（以下、反射波という）を、一列に等間隔で配置されたＮ個（本参考例ではＮ＝８）の受信アンテナＡＲ１〜ＡＲＮにて受信し、後述するＮ個のビート信号Ｂ１〜ＢＮを生成するＮチャネル受信器６と、受信器６が生成するビート信号Ｂ１〜ＢＮを、それぞれサンプリングしてデジタルデータＤ１〜ＤＮに変換するＮ個のＡＤ変換器ＡＤ１〜ＡＤＮからなるＡＤ変換部８と、ＡＤ変換器ＡＤ１〜ＡＤＮを介して取り込んだデジタルデータＤ１〜ＤＮに基づいて各種信号処理を行う信号処理部１０とを備えている。
【００２３】
このうち送信器４は、時間に対して周波数が直線的に漸増，漸減を繰り返すよう変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する高周波発振器１２と、高周波発振器１２の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力分配する分配器１４とを備えており、送信信号Ｓｓを送信アンテナＡＳへ供給し、ローカル信号Ｌを受信器６へ供給するように構成されている。
【００２４】
一方、受信器６は、各受信アンテナＡＲｉ毎に、その受信信号Ｓriにローカル信号Ｌを混合し、これら信号の差の周波数成分であるビート信号Ｂｉを生成する高周波用ミキサＭＸｉと、ビート信号Ｂｉを増幅する増幅器ＡＭＰｉと備えている。なお、増幅器ＡＭＰｉは、ビート信号Ｂｉから不要な高周波成分を取り除くフィルタ機能も有している。
【００２５】
以下では、各受信アンテナＡＲｉに対応して受信信号ＳriからデジタルデータＤｉを生成するための構成ＭＸｉ，ＡＭＰｉ，ＡＤｉを、一括して受信チャネルｃｈｉと呼ぶ。
なお、本参考例では、アンテナの半値角は２０°（車両の正面方向を０°として−１０〜＋１０°）に設定されている。また、受信アンテナＡＲ１〜ＡＲＮの配置間隔は７．２ｍｍに設定されると共に、高周波発振器１２は、波長が３．９ｍｍ（約７７ＧＨｚ）の電波を生成するように設定されている。
【００２６】
ここでは、隣接する受信アンテナＡＲｉ，ＡＲi+1 から供給される二つの受信信号間の位相差Δθが、（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］（ｍは整数）となる範囲に対応する方位角度領域のことを方位エリアＡｍとよぶものとする。そして、上述のようにアンテナの配置間隔と使用電波の波長とが設定されていることにより、各方位エリアＡｍの角度幅は３２°となり、特に、受信アンテナ間の位相差が−π〜＋π［ｒａｄ］（即ちｍ＝０）となる範囲に対応する方位エリアＡ０は−１６°〜＋１６°となるようにされている（図８参照）。
【００２７】
このように構成されたレーダ装置２では、周波数変調された連続波（ＦＭＣＷ）からなるレーダ波が、送信器４によって送信アンテナＡＳを介して送信され、その反射波が各受信アンテナＡＲ１〜ＡＲＮにて受信される。すると、各受信チャネルｃｈｉでは、受信アンテナＡＲｉからの受信信号Ｓriを、ミキサＭＸｉにて送信器４からのローカル信号Ｌと混合することにより、これら受信信号Ｓriとローカル信号Ｌとの差の周波数成分であるビート信号Ｂｉを生成する。このビート信号Ｂｉを増幅器ＡＭＰｉにて増幅すると共に不要な高周波成分を除去した後、ＡＤ変換器ＡＤｉにて繰り返しサンプリングしてデジタルデータＤｉに変換する。
【００２８】
次に、信号処理部１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、ＡＤ変換部８からデータを入力する入力ポートや高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行するためのデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等を備えている。
【００２９】
そして、信号処理部１０では、送信信号Ｓｓの周波数が増加する上り変調、及び周波数が減少する下り変調からなる測定期間が終了する毎に、その測定期間の間にＡＤ変換部８にてサンプリングされたデジタルデータＤｉに基づいて物標を検出し、その検出した物標との距離や相対速度，方位を算出する物標検出処理や、物標の検出処理にて検出された方位を補正する方位補正処理を実行する。
【００３０】
このうち、物標検出処理では、デジタルデータＤｉをチャンネル毎にＦＦＴ処理する等して物標からの反射波に基づく周波数成分を特定することで物標の検出を行い、その検出した物標のそれぞれについて、ＦＭＣＷレーダにおける周知の方法を用いて距離や相対速度を算出する。これと共に、検出した物標のそれぞれについて、同一物標に基づく周波数成分の各チャンネル間における位相差Δθの情報に基づいて物標の方位を算出する。なお、具体的な方位の算出方法は、位相差Δθの情報を用いるものであればよく、例えば、ＤＢＦやＥＳＰＲＩＴなどの信号処理を用いることができる。
【００３１】
一方、方位補正処理では、物標検出処理で検出される方位が、各チャンネルで検出された信号間の位相差Δθに位相の折返しがないもの（｜Δθ｜＜π）、即ち方位エリアＡ０に物標が存在するものとして算出されるため、これを位相の折返しを考慮した正しい方位に補正する。
【００３２】
この方位補正処理の詳細を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。但し、本処理は、物標検出処理にて検出された物標のそれぞれについて実行されるものとする。
本処理が起動すると、まずＳ１１０では、処理対象となった物標（以下「対象物標」という。）について、物標検出処理にて求められた距離，相対速度，方位を入力し、続くＳ１２０では、前回の測定期間にて検出された各物標について、後述するＳ１７０〜Ｓ１９０にてそれぞれ算出された予測位置（又は見かけ上の予測位置）と、先のＳ１１０にて入力された物標の方位及び距離（以下「検出位置」という。）とを比較し、予測位置の中に検出位置と一致するものがあるか否かを判断する。
【００３３】
予測位置の中に検出位置と一致するものがなければ、Ｓ１３０に移行して、対象物標を新規物標として登録後Ｓ１６０に移行し、一方、予測位置の中に検出位置と一致するものがあれば、Ｓ１４０に移行する。
【００３４】
Ｓ１４０では、予測位置に添付された情報に基づいて、検出位置と一致した予測位置が見かけ上の予測位置であるか否かを判断し、見かけ上の予測位置ではなく、実際の予測位置であれば、そのままＳ１６０に移行する。
【００３５】
一方、検出位置と一致した予測位置が見かけ上の予測位置であれば、Ｓ１５０に移行して、予測位置に添付された情報に基づいて、実際の予測位置が属する方位エリアＡｍを特定し、その特定された方位エリアＡｍに応じた方位補正を行った後、Ｓ１６０に移行する。
【００３６】
具体的には、各方位エリアの角度幅をΦ、物標検出処理にて求められた方位をαｏとすると、実際の方位αは次式（１）により求められる。
α＝αｏ＋２ｍΦ （１）
Ｓ１６０では、物標検出処理にて算出された距離及び相対速度と、同処理にて算出された方位、又はＳ１５０にて方位補正が行われた場合にはその補正された方位とを、対象物標についての履歴データとして記憶し、続くＳ１７０では、Ｓ１６０にて記憶された履歴データに基づいて、その対象物標が次回の測定期間にて検出されるべき予測位置（予測距離，予測方位）を算出する。
【００３７】
そして、Ｓ１８０では、予測位置が方位エリアＡ０内にあるか否かを判断し、方位エリアＡ０内であれば、そのまま本処理を終了する。一方、予測位置が方位エリアＡ０外であれば、Ｓ１９０に移行し、方位エリアＡ０内での見かけ上の予測位置を算出すると共に、予測位置の付属情報として、実際の予測位置が属する方位エリアＡｍの番号ｍを、見かけ上の予測位置と共に記憶して、本処理を終了する。
【００３８】
なお、見かけ上の予測位置とは、Ｓ１７０にて算出された予測方位を、位相差Δθにおける位相の折返しを考慮しないで算出した場合に得られる方位エリアＡ０内での方位（見かけ上の方位）に置き換えたものである。具体的には、予測方位をαｐ、予測位置が属する方位エリアをＡｍとすると、見かけ上の予測方位αopは、次式（２）にて算出される。
【００３９】
αop＝αｐ−２ｍΦ （２）
以上説明したように、本参考例のレーダ装置２によれば、図８に示すように、方位エリアＡ０内で物標が検出され、その後、方位エリアＡ+1に移動（図中実線で示す）することにより、実際の位置とは異なる位置（図中点線で示す）にて物標が検出されることになったとしても、その物標についての履歴データから、物標が実際に存在する方位エリアＡｍ（図８ではｍ＝＋１）を特定することができるため、その特定される方位エリアＡｍと、方位エリアＡ０内で検出される見かけ上の位置（見かけ上の方位αｏ）とから、実際の位置（実際の方位α）を正しく求めることができる。
【００４０】
このように、本参考例のレーダ装置２によれば、方位エリアＡ０以外に位置する物標でも、その方位を正しく求めることができるため、物標を検知可能な範囲を拡大することができる。
【００４１】
また、本参考例のレーダ装置２によれば、上述した検知可能な範囲の拡大のために、受信アンテナＡＲ１〜ＡＲＮ間の間隔を狭める必要がなく、また、方位エリアＡ０の境界でゲインが急峻に変化するようなアンテナを用いる必要もないため、アンテナ部分に特別な変更を加えることなく安価に高機能化を図ることができる。
【００４２】
また、配置間隔の異なる２系列のアンテナを用いた従来装置のように、各系列にて同様の処理をそれぞれ行う必要がなく、簡易な方位補正処理を追加するだけで、これと同様の効果を得ることができ、この従来装置と比較して、処理量も大幅に削減できる。
【００４３】
なお、本参考例では、物標検出処理が方位算出手段、Ｓ１１０〜Ｓ１２０，Ｓ１４０，Ｓ１７０〜Ｓ１９０が領域特定手段、Ｓ１５０が補正手段に相当する。
［実施形態］
次に本発明の実施形態について説明する。
【００４４】
図３は、本実施形態のレーダ装置２ａの全体構成を表すブロック図である。
なお、本実施形態のレーダ装置２ａは、参考例のレーダ装置２とは、構成の一部と、信号処理部にて実行される処理の一部が異なるだけであるため、同一の構成部分については、同一符号を付して説明を省略し、参考例とは異なる部分を中心に説明する。
【００４５】
図３に示すように、本実施形態のレーダ装置２ａは、参考例のレーダ装置２の構成に加えて、方位エリアＡ０を含むより広いエリア（本実施形態では−３０°〜＋３０°）を撮像するＣＣＤカメラ１６を備え、信号処理部１０では、ＡＤ変換部８を介して取り込まれるデジタルデータＤｉに基づく物標検出処理と、ＣＣＤカメラ１６にて撮像された画像データに基づく物標認識処理と、物標検出処理にて検出された物標の方位を、物標認識処理での認識結果に従って補正する方位補正処理を実行するようにされている。
【００４６】
なお、物標検出処理は、参考例と全く同様であるため説明を省略する。また、物標認識処理では、パターン認識などの画像処理を行うことにより撮像画面上で物標が存在する可能性が高い領域を抽出するものである。その具体的な方法としては様々なものが提案されているが、どの方法を用いてもよく、その方法の詳細は本発明の要旨とは関係がないため、ここでは説明を省略する。
【００４７】
ここで、参考例とは内容の異なる方位補正処理を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。但し、本処理は、物標検出処理にて検出された物標のそれぞれについて実行されるものとする。
【００４８】
本処理が起動すると、まずＳ２１０では、処理対象となった物標（対象物標）について、物標検出処理にて求められた距離，相対速度，方位を入力し、続くＳ２２０では、その入力された距離及び方位に基づいて、ＣＣＤカメラ１６で撮像される撮像画面上で対象物標が検出されるべき位置を算出する。なお、この算出には、３次元空間内の位置を２次元平面上に投影する公知の方法を用いればよい。
【００４９】
そして、Ｓ２３０では、物標認識処理での認識結果に基づき、Ｓ２２０にて算出された位置に物標が存在するか否かを判断し、存在すればＳ２７０に移行し、存在しなければＳ２４０に移行する。
【００５０】
Ｓ２４０では、物標検出処理での方位の算出に用いた位相差Δθに、位相の折返しがあったものとして改めて方位を算出し、この方位を用いて撮像画面上で対象物が検出されるべき位置（予測位置）を算出する。このとき、ＣＣＤカメラ１６の撮像範囲内にある方位エリアＡ０を除く全ての方位エリアＡｍについて、位相差Δθに対応する方位αをそれぞれ算出する。
【００５１】
具体的には、図５に示すように、物標検出処理にて算出された方位（見かけ上の方位）をαｏとすると、可能な全てのｍ（図ではｍ＝±１）について、上述の（１）式を用いて、方位α（＝αｏ＋２ｍΦ）を求め、その求めた方位αのそれぞれについて撮像画面上での予測位置を算出する。
【００５２】
続くＳ２５０では、物標認識処理での認識結果に基づき、Ｓ２４０にて算出された予測位置のいずれかに物標が存在するか否かを判断し、存在すればＳ２６０に移行して、その予測位置の算出に使用した方位を対象物標の方位とする方位補正を行った後Ｓ２７０に進む。
【００５３】
Ｓ２７０では、物標検出処理にて算出された対象物標についての距離，相対速度と、同処理にて算出された方位、又はＳ２６０にて方位が特定された場合にはその特定された方位とを、対象物標についての履歴データとして記憶し、本処理を終了する。
【００５４】
一方、先のＳ２５０にて、Ｓ２４０にて算出された予測位置のいずれにも物標が存在しない場合には、Ｓ２８０に移行して、その対象物標を除去する等のエラー処理を行った後、本処理を終了する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態のレーダ装置２ａでは、レーダ波の送受信により得られるデータと、ＣＣＤカメラ１６での撮像により得られるデータとを照合することで、物標が存在する方位（方位エリアＡｍ）を特定するようにされている。このため、レーダ波から得られる位相差Δθの情報に位相の折返しが生じていたとしても、両データから特定される方位エリアＡｍと、方位エリアＡ０内で検出される見かけ上の位置（見かけ上の方位αｏ）とから、実際の位置（実際の方位α）を正しく求めることができ、参考例のレーダ装置２と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、ＣＣＤカメラ１６が撮像手段、物標検出処理が距離算出手段、Ｓ２２０，Ｓ２４０が写像手段、Ｓ２３０，Ｓ２５０が判断手段に相当する。
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
【００５７】
例えば、上記実施形態では、受信アンテナを複数備えたレーダ装置に適用したが、送信アンテナを複数備えたレーダ装置（受信アンテナは一つでも複数でもよい）に適用してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、アンテナの半値幅が方位エリアＡ０とほぼ等しくなるように設定されているが、これより広く設定して、方位エリアＡ０以外の物標をより積極的に検出できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】参考例のレーダ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】参考例における方位補正処理の内容を示すフローチャートである。
【図３】実施形態のレーダ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態における方位補正処理の内容を示すフローチャートである。
【図５】実施形態での動作を示す説明図である。
【図６】位相差に基づく方位検出の原理を示す説明図である。
【図７】位相差と方位との関係、及びアンテナ特性の設定例を示す説明図である。
【図８】従来装置の問題点、及び参考例での動作を示す説明図である。
【図９】位相差と方位との関係、及びアンテナ特性の設定例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
２，２ａ…レーダ装置、４…送信器、６…Ｎチャネル受信器、８…ＡＤ変換部、１０…信号処理部、１２…高周波発振器、１４…分配器、１６…ＣＣＤカメラ、Ａｍ…方位エリア、ＡＤｉ…ＡＤ変換器、ＡＭＰｉ…増幅器、ＡＲｉ…受信アンテナ、ＡＳ…送信アンテナ、ＭＸｉ…高周波用ミキサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信アンテナ及び受信アンテナのうち少なくとも一方を複数備え、前記送信及び受信アンテナを組み合わせてなるチャンネル毎に電波を送受信し、各チャンネルにて受信される受信信号間の位相差に基づいて前記電波を反射した物標の方位を検出する方位検出装置であって、
前記受信信号間の位相差に基づき、該位相差が−π〜＋π［ｒａｄ］の範囲内にあるものとして、前記物標の方位を算出する方位算出手段と、
前記位相差の範囲（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］（但しｍは整数）にそれぞれ対応する方位角度領域のうち、いずれの方位角度領域に前記物標が存在するかを特定する領域特定手段と、
該領域特定手段での特定結果に従って、前記方位算出手段にて算出された方位を補正する補正手段と、
前記位相差が−π〜＋π［ｒａｄ］に対応する方位角度領域を含み、且つ該方位角度領域より広い角度範囲を撮像する撮像手段と、
前記電波の送受信信号に基づいて前記物標との距離を求める距離算出手段と、
を備え、
前記領域特定手段は、
前記受信信号間の位相差に基づき、該位相差が（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］の各範囲内にあるものとしてそれぞれ算出した各方位と、前記距離算出手段にて算出された距離とに基づいて、前記撮像手段にて撮像された二次元画像上にて前記物標が検出されるべき位置を前記方位角度領域毎に求める写像手段と、
該写像手段が求めた前記二次元画像上の各位置に前記物標が撮像されているか否かを判断する判断手段と、
を備え、該判断手段での判断結果に基づいて、前記物標が存在する方位角度領域を特定することを特徴とする方位検出装置。
【請求項２】
前記チャンネルは、一つの前記送信アンテナと複数の前記受信アンテナとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の方位検出装置。
【請求項３】
複数の前記受信アンテナは、一列かつ等間隔に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の方位検出装置。
【請求項１】
送信アンテナ及び受信アンテナのうち少なくとも一方を複数備え、前記送信及び受信アンテナを組み合わせてなるチャンネル毎に電波を送受信し、各チャンネルにて受信される受信信号間の位相差に基づいて前記電波を反射した物標の方位を検出する方位検出装置であって、
前記受信信号間の位相差に基づき、該位相差が−π〜＋π［ｒａｄ］の範囲内にあるものとして、前記物標の方位を算出する方位算出手段と、
前記位相差の範囲（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］（但しｍは整数）にそれぞれ対応する方位角度領域のうち、いずれの方位角度領域に前記物標が存在するかを特定する領域特定手段と、
該領域特定手段での特定結果に従って、前記方位算出手段にて算出された方位を補正する補正手段と、
前記位相差が−π〜＋π［ｒａｄ］に対応する方位角度領域を含み、且つ該方位角度領域より広い角度範囲を撮像する撮像手段と、
前記電波の送受信信号に基づいて前記物標との距離を求める距離算出手段と、
を備え、
前記領域特定手段は、
前記受信信号間の位相差に基づき、該位相差が（２ｍ−１）π〜（２ｍ＋１）π［ｒａｄ］の各範囲内にあるものとしてそれぞれ算出した各方位と、前記距離算出手段にて算出された距離とに基づいて、前記撮像手段にて撮像された二次元画像上にて前記物標が検出されるべき位置を前記方位角度領域毎に求める写像手段と、
該写像手段が求めた前記二次元画像上の各位置に前記物標が撮像されているか否かを判断する判断手段と、
を備え、該判断手段での判断結果に基づいて、前記物標が存在する方位角度領域を特定することを特徴とする方位検出装置。
【請求項２】
前記チャンネルは、一つの前記送信アンテナと複数の前記受信アンテナとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の方位検出装置。
【請求項３】
複数の前記受信アンテナは、一列かつ等間隔に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の方位検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２６３９８６（Ｐ２００７−２６３９８６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９２０６２（Ｐ２００７−１９２０６２）
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【分割の表示】特願２００２−３３９６０１（Ｐ２００２−３３９６０１）の分割
【原出願日】平成１４年１１月２２日（２００２．１１．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【分割の表示】特願２００２−３３９６０１（Ｐ２００２−３３９６０１）の分割
【原出願日】平成１４年１１月２２日（２００２．１１．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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