検出装置および方法、並びにプログラム
【課題】プリクラッシュ安全装置用のレーダと、車線変更支援装置用のレーダとを共用できるようにする。
【解決手段】送信部１１のアンテナ３６は、第１の方向で、かつ第１の距離近傍の第１の範囲と、第２の方向で、かつ第２の距離近傍の第２の範囲とを含む範囲に電波を照射することにより送信信号を送信し、受信部１２は、送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信して、受信した電波より受信信号を生成し、衝突予備動作用信号処理部１３は、受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングして、物体を検出し、検出結果に応じ衝突予備動作制御部１４を制御して衝突に備える動作を実行させ、車線変更警告用信号処理部１５は、受信信号を、第１より長い第２の所定時間の間でサンプリングして、物体を検出し、検出結果に応じ車線変更警告動作制御部１６を制御して、車線変更の危険を警告させる。本発明は、車両安全装置に適用することができる。
【解決手段】送信部１１のアンテナ３６は、第１の方向で、かつ第１の距離近傍の第１の範囲と、第２の方向で、かつ第２の距離近傍の第２の範囲とを含む範囲に電波を照射することにより送信信号を送信し、受信部１２は、送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信して、受信した電波より受信信号を生成し、衝突予備動作用信号処理部１３は、受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングして、物体を検出し、検出結果に応じ衝突予備動作制御部１４を制御して衝突に備える動作を実行させ、車線変更警告用信号処理部１５は、受信信号を、第１より長い第２の所定時間の間でサンプリングして、物体を検出し、検出結果に応じ車線変更警告動作制御部１６を制御して、車線変更の危険を警告させる。本発明は、車両安全装置に適用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、高速で処理が必要なプリクラッシュ機能と、比較的高速でなくてもよい車線変更支援機能とを統一した構成として実現できるようにした検出装置および方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車と他車との間の相対速度や距離を測定するセンサとして、２周波ＣＷ（Continuous Wave）方式のセンサが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。すなわち、この２周波ＣＷ方式のセンサは、受信された搬送波に対するドップラ信号の周波数（以下、ドップラ周波数と称する）や位相を検出し、それらを利用して、自車と他車との相対速度や距離を測定する。
【０００３】
また、自車と他車との相対的な位置を示す角度を測定するセンサとして、モノパルス方式のセンサが知られている。
【０００４】
このように、２周波ＣＷ方式のセンサを用いて自車と他車との距離を測定し、モノパルス方式のセンサにより自車と他車との角度を測定することで、接近する他車の存在する位置を検出することが可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２０３６００号公報
【特許文献２】特開２００４−６９６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したような方式の測定装置を用いることにより後方より接近する他車の存在を検出することで、他車の自車への衝突を予測し、衝突に予め備えた動作を実施させる技術、所謂、プリクラッシュ安全装置が開発されている。
【０００７】
また、同様の機能を用いることにより自車の側面後方に接近する他車を検出することにより、車線変更の危険の有無を警告する車線変更支援装置が開発されている。
【０００８】
このプリクラッシュ安全装置は、自車の後方に、高速で衝突の可能性がある他車を検出する必要があるため、自車の真後ろに近い範囲を、遠い距離まで監視する必要がある。一方、車線変更支援装置は、自車の側面後方に接近する他車との距離を比較的近い範囲で監視する必要がある。
【０００９】
したがって、両者は、異なる監視範囲、および監視距離を監視する必要があるため、従来、検出用に設置すべきレーダの配置が異なっていた。すなわち、一般に、プリクラッシュ安全装置は、車両本体の真後ろの中央位置に、左右に対して比較的狭い範囲で遠い範囲までを監視するレーダが設けられるのに対して、車線変更支援装置においては、車両本体の左右の後端に設けられ、車両の側面後方の比較的広い範囲であって、距離が近い範囲を監視するレーダが設けられる。
【００１０】
このため、両者を設置すると、それぞれに対応したレーダが設置されることにより、製品のコストを高めてしまうことがあった。
【００１１】
また、プリクラッシュ安全装置の使用頻度は、車線変更支援装置の使用頻度に対して極端に少ないため、この使用頻度とコストとのバランスから今現在においても、一部の高級車にのみ使用されているだけである。
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、プリクラッシュ安全装置用のレーダと、車線変更支援装置用のレーダとを共用できるようにし、コストの低減を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面の検出装置は、第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信手段と、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信手段と、前記受信手段により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出手段と、前記受信手段により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出手段とを含む。
【００１４】
送信手段は、例えば、送信部であり、車両の真後ろに近い後方の方向であって、左右に対して狭く遠い範囲の第１の範囲と、前記第１の範囲よりも近い、車両の側面後方の第２の範囲とに電波を照射することにより送信信号を送信する。このため、第１の範囲においては、真後ろの方向に対して比較的狭い範囲であるが、遠方の範囲まで送信信号である電波を照射することができ、第２の範囲においては、左右の側面後方に対して、比較的広い範囲であるが、近い範囲で送信信号である電波を照射することができる。
【００１５】
受信手段は、例えば、受信部であり、真後ろの比較的狭い範囲ではあるが遠方の第１の範囲における、送信信号のうち反射されてくる電波を受信し、受信した電波より受信信号を生成すると共に、側面後方の比較的広い範囲であるが近傍の第２の範囲の送信信号のうち反射されてくる電波を受信し、受信した電波より受信信号を生成する。
【００１６】
第１の検出手段は、例えば、衝突予備動作用信号処理部であり、前記受信部により受信された受信信号を、比較的短い周期となる第１の所定時間でサンプリングすることにより、物体を検出する。すなわち、衝突予備動作用信号処理部は、比較的短い周期でサンプリングされる受信信号を処理することにより物体を検出する。衝突予備動作用信号処理部は、車両本体の真後ろの方向に対して比較的狭い遠方の範囲の物体を検出する必要があるが、遠方まで照射できる範囲の電波を送信信号として送信するため、物体の接近に伴って、物体から反射される電波を、強度の高い受信信号として受信することができるので、短いサンプリング時間で、高速に比較的高い精度で物体の位置を検出することができる。
【００１７】
第２の検出手段は、例えば、車線変更警告用信号処理部であり、前記受信部により受信された受信信号を、比較的長い周期となる第１の所定時間より長い第２の所定時間でサンプリングすることにより、物体を検出する。すなわち、車線変更警告用信号処理部は、比較的長い周期でサンプリングされる受信信号を処理することにより物体を検出する。車線変更警告用信号処理部は、車両本体の側面後方に対して比較的広い近傍の範囲の物体を検出する必要があるが、近傍の範囲まで照射できればよい、比較的弱い電波を、受信信号として受信するため、受信信号の精度は低いが、長い第２の所定時間でサンプリングして処理するため、第１の検出手段に比べて低速ではあるが、比較的広い範囲である第２の範囲に存在する物体の位置を検出することができる。
【００１８】
このため、本発明の検出装置は、同一の送信部と受信部とにより、左右に比較的狭いが、距離にして遠い範囲までを含む第１の範囲については、高速で、すなわち、短い周期で物体を検出することが可能となり、左右に比較的広いが、距離にして近い範囲を含む第２の範囲については、比較的低速ながらも、広い範囲で物体を検出することが可能となる。
【００１９】
前記第１の検出手段には、検出された前記物体の速度を、第１の速度として検出する第１の速度検出手段と、検出された前記物体の存在する角度を、第１の角度として検出する第１の角度検出手段と、検出された前記物体の存在する距離を、第１の距離として検出する第１の距離検出手段とを含み、前記第２の検出手段には、検出された前記物体の速度を、第２の速度として検出する第２の速度検出手段と、検出された前記物体の存在する角度を、第２の角度として検出する第２の角度検出手段と、検出された前記物体の存在する距離を、第２の距離として検出する第２の距離検出手段とを含ませるようにすることができる。
【００２０】
第１の速度検出手段、第１の角度検出手段、および第１の距離検出手段は、それぞれ、例えば、衝突予備動作用信号処理部におけるドップラ周波数算出部、角度算出部、および距離算出部であり、主に第１の範囲における物体の速度、物体の存在する位置の角度、および距離を、狭い範囲についてではあるが比較的高速で検出することを目的として使用することができる。
【００２１】
第２の速度検出手段、第２の角度検出手段、および第２の距離検出手段は、それぞれ、例えば、車線変更警告用信号処理部におけるドップラ周波数算出部、角度算出部、および距離算出部であり、主に第２の範囲における物体の速度、物体の存在する位置の角度、および距離を、比較的低速ではあるが、広い範囲で検出することを目的として使用することができる。
【００２２】
前記第１の速度が、第１の所定速度よりも高速で、かつ、前記第１の距離および前記第１の角度に基づいた前記物体の位置が、所定範囲であるとき、衝突予備動作を実行する衝突予備動作実行手段を含ませるようにすることができる。
【００２３】
衝突予備動作実行手段は、例えば、衝突予備動作制御部であり、後方に接近する物体が衝突の可能性のある所定速度以上で、所定範囲に検出された場合、衝突に備えた予備的な動作を実行させるようにすることができ、車両に設けられたとき、衝突時の安全性を向上させることができる。
【００２４】
前記第２の速度が、第２の所定速度よりも高速で、かつ、前記第２の距離および前記第２の角度に基づいた前記物体の位置が、前記第２の所定速度で設定される第１の警告範囲であるとき、警告を発する警告手段を含ませるようにすることができる。
【００２５】
警告手段は、例えば、車線変更警告動作制御部であり、側面後方に接近する物体が第２の所定速度以上で、第２の所定速度に対応して設定された第１の警告範囲内で検出された場合、車線変更に際して危険性が高いことを警告させるようにすることができ、車両に設けられたとき、車線変更時の危険を促すことができるので、車線変更時の安全性を向上させることができる。
【００２６】
前記警告手段には、前記第２の所定速度よりも高速の、第３の所定速度よりも高速で、かつ、前記第２の距離および前記第２の角度に基づいた前記物体の位置が、前記第３の所定速度で設定される、前記第１の警告範囲よりも遠い範囲を含む、第２の警告範囲であるとき、警告を発するようにさせることができる。
【００２７】
警告手段は、例えば、車線変更警告動作制御部であり、側面後方に接近する物体が第２の所定速度よりも高速の第３の所定速度以上で、第３の所定速度に対応して設定された第１の警告範囲よりも遠い範囲を含む第２の警告範囲内で検出された場合、車線変更に際して危険性が高いことを警告させるようにすることができ、車両に設けられたとき、相対速度に応じて、警告範囲を設定することで、低速時には、比較的接近した位置で他の車両を検出したときに警告を発するようにさせ、高速時には、比較的離れた遠い位置からでも他の車両を検出したときに警告を発するようにさせることができ、相対速度に対応して適切に車線変更時の安全性を向上させることができる。
【００２８】
前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離を記憶する記憶手段と、前記第２の検出手段により前記第２の範囲に存在する物体が検出されていた状態から、前記物体を検出しない状態となった場合、前記記憶手段に記憶されている前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離の情報に基づいて、前記物体の位置を推定する推定手段とを含ませるよにすることができ、前記推定手段により推定される物体の位置が、前記第１の警告範囲、または前記第２の警告範囲である場合、前記警告手段には、警告を発するようにさせることができる。
【００２９】
記憶手段は、例えば、データ記憶部であり、推定手段は、例えば、推定部である。すなわち、推定部は、第２の範囲に存在する物体が検出されていた状態から、前記物体を検出しない状態に変化したような場合、データ記憶部に記憶されている前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離に基づいて、物体の位置を推定し、第１の警告範囲であるか、または、第２の警告範囲であるときに、警告を発することができる。このため、検出装置が、車両に設けられるような場合、接近する物体として車両が検出されていた状態から、車両により反射された電波が受信部により受信できない範囲に移動するようなときでも、車両の存在する位置を推定して警告することができるので、車線変更時の安全性を向上させることができる。
【００３０】
前記推定手段により推定される物体の位置が、前記第１の警告範囲、または第２の警告範囲である場合、前記第２の検出手段により前記第２の範囲に接近する物体が検出されていた状態から、検出しない状態となったタイミングから所定時間が経過していないとき、前記警告手段には、警告を発するようにさせることができる。
【００３１】
すなわち、前記第２の範囲に接近する物体が検出されていた状態から、検出しない状態となったタイミングから所定時間が経過しているような場合、物体が移動することにより、第１の警告範囲、または、第２の警告範囲から既に離れてしまっている可能性が高く、そのような場合、警告しないようにすることができ、不要な警告を抑制することができるので、警告そのものの信頼性を向上させることができ、車線変更時の安全性をより向上させることができる。
【００３２】
前記送信手段には、２種類の周波数のＣＷ（Continuous Wave）の電波を交互に送信させ、前記受信手段により生成された、前記２種類の周波数のＣＷの電波に対応する受信信号の、それぞれの和信号および差信号を、前記第１の検出手段、および、前記第２の検出手段に振り分ける振分手段をさらに含ませるようにすることができる。
【００３３】
すなわち、２周波ＣＷ方式による距離の測定原理と、モノパルス方式による角度の測定原理とを用いることが可能となり、１つの検出装置により、物体の速度、距離、および角度を検出することができ、コストを低減すると共に、装置そのものを小型化することが可能となる。
【００３４】
本発明の一側面の検出方法は、第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信ステップと、前記送信ステップの処理により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信ステップと、前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出ステップと、前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出ステップとを含む。
【００３５】
本発明の一側面のプログラムは、第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信ステップと、前記送信ステップの処理により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信ステップと、前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出ステップと、前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出ステップとを含む処理を実行させる。
【００３６】
本発明の一側面においては、第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号が送信され、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波が受信され、受信された前記電波より受信信号が生成され、生成された受信信号が、第１の所定時間の間でサンプリングされることにより、物体が検出され、生成された受信信号が、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングされることにより、前記物体が検出される。
【００３７】
以上により、プリクラッシュ安全装置用のレーダと、車線変更支援装置用のレーダとを共通で使用し、コストの低減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、プリクラッシュ安全装置用のレーダと、車線変更支援装置用のレーダとを共通で使用することが可能となり、コストの低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１は、本発明に係るレーダ装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【００４０】
レーダ装置１は、車両に搭載され、車両の後方範囲（ほぼ真後ろであって、比較的遠い部分を含む範囲）に相対速度が所定の速度以上の高速で接近する車両を検出して、衝突を予期して、衝突に備えた予備的な動作を実行させる、いわゆるプリクラッシュ機能と、車両の側面後方範囲（走行中の走行車線からみて、左右に隣接する走行車線における後方の比較的近い部分を含む範囲）で、走行している車両を検出し、車線変更時に危険があるとき警告を発する、いわゆる車線変更支援機能（車線変更警告機能）とを備えたものである。
【００４１】
レーダ装置１は、送信部１１、受信部１２、衝突予備動作用信号処理部１３、衝突予備動作制御部１４、車線変更警告用信号処理部１５、および車線変更警告動作制御部１６とから構成されている。
【００４２】
送信部１１は、２周波ＣＷ（Continuous Wave）からなる電波を送信信号として発生し照射する。受信部１２は、送信部１１より送信された送信信号である電波のうち、物体により反射されてくる電波を受信して、受信した電波より受信信号を生成し、衝突予備動作用信号処理部１３、および車線変更警告用信号処理部１５のそれぞれに供給する。
【００４３】
衝突予備動作用信号処理部１３は、受信部１２より供給されてくる受信信号を比較的短い周期でサンプリングし、後方からの他車の接近を検出して、衝突の有無を判定し、判定結果に応じて、衝突予備動作制御部１４に対して衝突予備動作を実行させる。衝突予備動作制御部１４は、例えば、音声警告装置、シートベルト、エアバッグ、または可動式ヘッドレストなどのいわゆる衝突時に乗員を保護する衝突保護機器の動作を制御し、衝突予備動作用信号処理部１３より衝突予備動作を実施するように指示が出されると、音声により衝突の発生を事前警告して注意を促し、シートベルトを引き上げて乗員を座席に固定させ、いわゆる鞭打ち症などの発生を抑止したり、衝突前に適切なタイミングでエアバッグを動作させて衝突時の乗員の衝撃を吸収したり、さらには、可動式ヘッドレストを動作させて乗員の頭部に押し当てるなどして、乗員の衝突時の頭部への反動による衝撃を抑制させるといった処置を実行させる。
【００４４】
車線変更警告用信号処理部１５は、受信部１２より供給されてくる受信信号を比較的長い周期でサンプリングし、側面後方からの他車の存在位置を認識し、車線変更に際しての危険の有無を判定し、判定結果に応じて、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告の動作を実行させる。車線変更警告動作制御部１６は、車線変更警告用信号処理部１５より警告を促すように指示を受けた場合、例えば、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように乗員が着座する座席を振動させることにより、車線変更を実施すると危険な状態であることを警告する。
【００４５】
次に、送信部１１の詳細な構成について説明する。
【００４６】
送信部１１は、発振部３１、周波数切替部３２、増幅部３３、３分岐部３４、増幅部３５、およびアンテナ３６より構成されている。
【００４７】
発振部３１は、周波数切替部３２から所定の間隔で供給されてくる切替信号に基づいて、数10GHz帯の周波数ｆ１のＣＷ信号と、周波数ｆ１と数MHz異なる周波数ｆ２のＣＷ信号とを搬送波として切り替えて発生し、増幅部３３で増幅させて３分岐部３４に供給する。周波数切替部３２は、発振部３１に発振すべき周波数の切替を指示する切替信号を供給すると共に、受信部１２にも切替信号を供給する。
【００４８】
３分岐部３４は、増幅部３３より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号を受信部１２、および、増幅部３５のそれぞれに分岐して供給する。増幅部３５は、３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号を送信信号としてアンテナ３６より電波として出力する。
【００４９】
アンテナ３６は、車両本体の後方中央部付近に設けられており、図２で示されるような範囲Ｚ１，Ｚ２−１，Ｚ２−２からなる強度分布特性の電波を送信信号として出力する。図２においては、図中下方向が車両Ｃ１の進行方向であり、車両Ｃ１の後方中央部付近に設けられたアンテナＡ（図１におけるアンテナ３６，５１−１，５１−２が一体となって構成されている）から電波が発せられているときの強度分布特性が示されている。
【００５０】
図２の強度分布特性における範囲Ｚ１は、アンテナＡの存在する位置から後方正面を中央とした、水平方向に角度αで、かつ、比較的遠い位置までを含む図中の斜線部の範囲である。また、範囲Ｚ２−１，Ｚ２−２は、アンテナＡの存在する位置から後方正面を中央とした、水平方向に角度β（＞α）で、かつ、比較的近い位置までを含む図中の無地の範囲である。尚、図２においては、車両Ｃ１が、車線Ｌ１乃至Ｌ３のうちの車線Ｌ２を図中の下方向に走行している状態が示されている。
【００５１】
次に、受信部１２の構成について説明する。
【００５２】
受信部１２は、アンテナ５１−１，５１−２、加算部５２、減算部５３、LNA（Low Noise Amplifier）５４−１，５４−２、混合器５５−１，５５−２、振分部５６，５７、LPF（Low Pass Filter）５８−１乃至５８−３、増幅部５９−１，５９−２、およびADC（Analog Digital Converter）６０−１乃至６０−３から構成されている。
【００５３】
アンテナ５１−１，５１−２は、送信部１１のアンテナ３６より照射された送信信号としての電波のうち、車両、または、人間などの物体に反射してくる電波を順次して受信し、受信した電波に対応する信号をそれぞれ加算部５２および減算部５３に供給する。尚、上述したように送信信号は、周波数ｆ１，ｆ２が順次切り替えられて送信されるが、物体が移動している場合、反射によって、周波数ｆ１，ｆ２に対応して、ドップラ周波数ｆｄ１，ｆｄ２が発生することになる。このため、アンテナ５１−１，５１−２により受信される電波は、周波数ｆ１＋ｆｄ１のＣＷ信号に対応するものと、周波数ｆ２＋ｆｄ２のＣＷ信号に対応するものとが、送信信号におけるｆ１，ｆ２周波数の切替タイミングど同期して、順次切り替えられて受信されることになる。また、送信部１１および受信部１２の構成を含むレーダ装置１は、一体のパッケージとして構成され、車両の後部略中央部に搭載されるものであり、車両の大きさからみて、アンテナ５１−１，５１−２と、アンテナ３６とは、実質的に略同位置に配置されるものである。このため、アンテナ５１−１，５１−２は、アンテナ３６で出力された送信信号としての電波のうち、物体により反射され、略同一の位置に反射されて戻ってくる電波を受信する。
【００５４】
加算部５２は、アンテナ５１−１，５１−２より供給されてくる信号を加算して、ｆ１和信号（周波数ｆ１のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ１を含む周波数（ｆ１＋ｆｄ１）の和信号）、およびｆ２和信号（周波数ｆ２のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ２を含む周波数（ｆ２＋ｆｄ２）の和信号）としてLNA５４−１に供給する。減算部５３は、アンテナ５１−１，５１−２より供給されてくる信号を減算して、差信号（周波数ｆ１のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ１を含む周波数（ｆ１＋ｆｄ１）の差信号）、およびｆ２差信号（周波数ｆ２のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ２を含む周波数（ｆ２＋ｆｄ２）の差信号）としてLNA５４−１に供給する。
【００５５】
LNA５４−１，５４−２は、それぞれ加算部５２および減算部５３より供給されてくるｆ１和信号またはｆ２和信号、およびｆ１差信号、またはｆ２差信号を、それぞれ後段の混合器５５−１，５５−２に３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号のレベルと同程度にまで増幅し、混合器５５−１，５５−２に供給する。
【００５６】
混合器５５−１，５５−２は、送信部１１の３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号と、LNA５４−１，５４−２のそれぞれから供給されてくるｆ１和信号およびｆ１差信号、または、ｆ２和信号およびｆ２差信号とを混合し、それぞれ振分部５６，５７に供給する。尚、ｆ１和信号およびｆ１差信号が、周波数ｆ１のＣＷ信号と混合された信号については、それぞれｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号と称するものとし、ｆ２和信号およびｆ２差信号が、周波数ｆ２のＣＷ信号と混合された信号については、それぞれｆｄ２和信号およびｆｄ２差信号と称するものとする。
【００５７】
振分部５６は、混合器５５−１より供給されてくる信号を、切替信号に対応して、LPF５８−１，５８−２に周波数ごとに、それぞれｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号として振り分けて出力する。振分部５７は、それぞれ混合器５５−２より供給されてくるｆｄ１差信号、およびｆｄ２差信号のうち、切替信号に対応して、ｆｄ１差信号のみをLPF５８−３に振り分けて出力する。
【００５８】
LPF５８−１乃至５８−３は、それぞれ振分部５６，５７より供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を平滑化した後、増幅部５９−１乃至５９−３に供給する。増幅部５９−１乃至５９−３は、それぞれLPF５８−１乃至５８−３より供給されてきたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、および、ｆｄ１差信号を増幅して、ADC６０−１乃至６０−３に供給する。ADC６０−１乃至６０−３は、平滑化されて、さらに増幅されたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、デジタル信号に変換し、受信信号として、それぞれ衝突予備動作用信号制御部１３、および車線変更警告用信号処理部１５に供給する。
【００５９】
次に、衝突予備動作用信号処理部１３の構成について説明する。
【００６０】
衝突予備動作用信号処理部１３は、FFT（Fast Fourier transform：高速フーリエ変換部）７１−１乃至７１−３、衝突判定用FFTタイミング制御部７２、ドップラ周波数算出部７３、距離算出部７４、角度算出部７５、衝突判定部７６より構成されている。
【００６１】
FFT７１−１乃至７１−３は、衝突判定用FFTタイミング制御部７２からの制御信号に基づいて、受信部１２より受信信号としてそれぞれに供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を順次サンプリングして、FFT処理し、FFT７１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部７４および角度算出部７５に供給し、FFT７１−２は、ｆｄ２和信号のスペクトル結果から得られる結果をドップラ周波数算出部７３、および距離算出部７４に供給し、FFT７１−３が、ｆｄ１差分信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部７５に供給する。
【００６２】
衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、内蔵するカウンタ７２ａを所定時間ごとに加算し、所定時間Ｔ１が経過したところで、FFT７１−１乃至７１−３に対してFFT処理を実行するように指示する。
【００６３】
ドップラ周波数算出部７３は、FFT７１−２より供給されてくるｆｄ２和信号のスペクトル結果に基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を算出すると共に、求められたドップラ周波数ｆｄ２から検出物体の速度ｖ１を算出し、距離算出部７４、角度算出部７５、および衝突判定部７６に供給する。
【００６４】
距離算出部７４は、FFT７１−１，７１−２より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２差信号、並びにドップラ周波数算出部７３より供給されてくる速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号とｆｄ２差信号との位相差の情報から、物体までの距離Ｄ１を算出し、衝突判定部７６に供給する。
【００６５】
角度算出部７５は、FFT７１−１からのｆｄ１和信号とFFT７１−３からのｆｄ１差信号、並びに速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号とｆｄ１差信号との強度比から物体の存在する位置の角度θ１を算出し、衝突判定部７６に供給する。
【００６６】
衝突判定部７６は、速度判定部７６ａを制御して、ドップラ周波数算出部７３より供給されてきた速度ｖ１が所定速度Ｖ１以上であるか否かを判定させる。衝突判定部７６は、速度ｖ１が所定速度Ｖ１より高速である場合、範囲判定部７６ｂを制御して、距離Ｄ１、および角度θ１に基づいて、衝突の可能性のある所定範囲内に車両が存在するか否かを判定させる。そして、衝突判定部７６は、範囲判定部７６により所定範囲内に車両が存在すると判定された場合、衝突の可能性があると判定し、衝突予備動作指示部７６ｃを制御して、衝突予備動作制御部１４に対して、衝突予備動作を実行させる。
【００６７】
次に、車線変更警告用信号処理部１５の構成について説明する。
【００６８】
車線変更警告用信号処理部１５は、FFT９１−１乃至９１−３、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２、ドップラ周波数算出部９３、距離算出部９４、角度算出部９５、車線変更警告判定部９６より構成されている。
【００６９】
FFT９１−１乃至９１−３は、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２からの制御信号に基づいて、受信部１２より受信信号としてそれぞれに供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を順次サンプリングして、FFT処理し、FFT９１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部９４および角度算出部９５に供給し、FFT９１−２が、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部９３、および距離算出部９４に供給し、FFT９１−３が、ｆｄ１差分信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部９５に供給する。
【００７０】
車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、内蔵するカウンタ９２ａを所定時間ごとに加算し、所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）が経過したところで、FFT９１−１乃至９１−３に対してFFT処理を実行するように指示する。ここで、所定時間Ｔ２は、所定時間Ｔ１よりも長い時間が設定されており、FFT９１−１乃至９１−３によるFFT処理は、FFT７１−１乃至７１−３によるFFT処理よりもサンプリング時間が長くなるように設定されている。
【００７１】
ドップラ周波数算出部９３は、FFT９１−２より供給されてくるｆｄ２和信号に基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を算出すると共に、求められたドップラ周波数ｆｄ２から検出物体の速度ｖ２を算出し、距離算出部９４、角度算出部９５、および車線変更警告判定部９６に供給する。
【００７２】
距離算出部９４は、FFT９１−１，９１−２より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにドップラ周波数算出部９３より供給されてくる速度ｖ２に基づいて、ｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号の位相差の情報から、物体までの距離Ｄ２を算出し、車線変更警告判定部９６に供給する。
【００７３】
角度算出部９５は、FFT９１−１，９１−３より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号、並びに速度ｖ２に基づいて、ｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号の強度比から、物体の存在する位置の角度θ２を算出し、車線変更警告判定部９６に供給する。
【００７４】
車線変更警告判定部９６は、速度判定部９６ａを制御して、ドップラ周波数算出部９３より供給されてきた速度ｖ２が所定速度ＶａまたはＶｂ（＜Ｖａ）以上であるか否かを判定させる。車線変更警告判定部９６は、速度ｖ２が所定速度ＶａまたはＶｂ（＜Ｖａ）より高速である場合、範囲判定部９６ｂを制御して、距離Ｄ２、および角度θ２に基づいて、速度対範囲テーブル９６ｄに、所定速度Ｖａ＜ｖ２、または、Ｖａ＞ｖ２＞Ｖｂのそれぞれに対応して予め記憶されている警告範囲Ｗ１、または、警告範囲Ｗ２（警告範囲Ｗ１より近傍の狭い範囲）内で、物体が存在するか否かを判定させる。そして、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂにより警告範囲Ｗ１またはＷ２内に物体が存在すると判定した場合、車線変更に危険の可能性があるとみなし、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実行させる。
【００７５】
また、車線変更警告判定部９６は、速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２を記憶するデータ記憶部９６ｃを備えている。例えば、直前まで警告範囲内に車両が存在すると判定されていたが、車両の存在が検出されていない状態に切り替わった場合、車線変更警告判定部９６は、推定部９６ｅを制御して、データ記憶部９６ｃに記憶されている速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２に基づいて、受信信号では検出できない範囲であって、警告範囲を含む範囲である、いわゆるブラインドスポットにおける車両の存在位置を推定させ、再び範囲判定部９６ｂを制御して、警告範囲に存在するか否かを判定させる。この際、推定されたブラインドスポット内の存在位置に基づいて、車両が所定範囲に存在すると判定された場合、車線変更警告判定部９６は、ブラインドスポットタイミング判定部９６ｇを制御して、ブラインドスポットに入ったと推定される最後に検出されたタイミングから所定時間以上経過しているか否か、すなわち、ブラインドスポットに入ってから所定時間経過したか否かを判定させ、所定時間が経過していないければ、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作を実行させる。一方、ブラインドスポットに入ってから所定時間以上経過していた場合、車線変更警告判定部９６は、警告範囲から離脱したものとみなし、車線変更警告動作を停止させる（車線変更警告動作をさせない）。
【００７６】
次に、図３のフローチャートを参照して、図１のレーダ装置１による物体の計測処理について説明する。
【００７７】
ステップＳ１において、発振部３１は、周波数切替部３２からの切替信号に基づいて、ｆ１周波数のＣＷ信号、または、ｆ２周波数のＣＷ信号のいずれかを発振し、増幅部３３で増幅させて３分岐部３４に出力させる。このとき、周波数切替部３２は、同一の切替信号を受信部１２にも供給する。
【００７８】
ステップＳ２において、３分岐部３４は、増幅部３３より供給されてきたｆ１周波数のＣＷ信号、または、ｆ２周波数のＣＷ信号のいずれかのＣＷ信号を分岐して、受信部１２および増幅部３５にそれぞれ供給する。そして、増幅部３５は、３分岐部３４より供給されてきたｆ１周波数のＣＷ信号、または、ｆ２周波数のＣＷ信号のいずれかのＣＷ信号をアンテナ３６より電波を出力することにより、送信信号として送信する。このとき、アンテナ３６より送信された送信信号としての電波は、例えば、図２で示されるような強度分布で出力される。尚、図２における範囲Ｚ１，Ｚ２−１，Ｚ２−２からなる形状は、厳密なものである必要はなく、概ね同様の形状となるような強度分布となるように送信されれば良いものである。
【００７９】
ステップＳ２の処理により出力された電波としての送信信号は、図２で示される強度分布により出力されるため、範囲Ｚ１，Ｚ２−１，Ｚ２−２から構成される範囲に物体（車両）が存在する場合、その物体により反射される。すなわち、送信信号は、上述の通り、図４の上部で示されるように、アンテナＡ（図４では、アンテナ３６，５１−１，５１−２を一体化したものとし簡略化して表現している）より順次周波数ｆ１およびｆ２のＣＷ信号が切り替えられて出力される。このため、物体である車両Ｃ１で反射されると、それぞれの周波数のＣＷ信号に対応してドップラ周波数ｆｄ１またはｆｄ２が発生することにより、図４の下部で示されるように、順次周波数ｆ１＋ｆｄ１、または、ｆ２＋ｆｄ２のＣＷ信号として反射され、この反射波となる電波が受信されることになる。
【００８０】
そこで、ステップＳ３において、アンテナ５１−１，５１−２は、反射されてくる電波を受信し、受信した電波に対応する信号を加算部５２、および減算部５３にそれぞれ供給する。
【００８１】
ステップＳ４において、加算部５２は、アンテナ５１−１，５１−２より供給されてきた受信信号を相互に加算してｆ１和信号またはｆ２和信号を生成し、LNA５４−１に出力し、所定の電圧まで増幅して混合器５５−１に出力させる。
【００８２】
ステップＳ５において、減算部５３は、アンテナ５１−１，５１−２より供給されてきた受信信号を相互に減算してｆ１差信号、またはｆ２差信号を生成し、LNA５４−２に出力し、所定の電圧まで増幅して混合器５５−２に出力させる。
【００８３】
ステップＳ６において、混合器５５−１は、送信部１１の３分岐部３４より供給されてくる送信信号と、和信号とを混合し、和信号の混合信号として振分部５６に出力する。また、混合器５５−２は、送信部１１の３分岐部３４より供給されてくる送信信号と、差信号とを混合し、差信号の混合信号として振分部５７に出力する。
【００８４】
尚、このステップＳ２乃至Ｓ６の処理は、フローチャートの表記として異なるタイミングで処理されるものとされているが、実際の処理は、ほぼ同時に処理されており、実質的に並列処理されているものである。
【００８５】
ステップＳ７において、振分部５６は、送信部１１の周波数切替部３２よりステップＳ１１の処理で供給されてくる切替信号が、周波数ｆ１に対応する切替信号のとき、対応する和信号であるｆｄ１和信号をLPF５８−１に供給し、切替信号が、周波数ｆ２に対応する切替信号のとき、対応する和信号であるｆｄ２和信号をLPF５８−２に供給する。また、振分部５７は、送信部１１の周波数切替部３２よりステップＳ１１の処理で供給されてくる切替信号が、周波数ｆ１に対応する切替信号のときのみ、対応する差信号であるｆｄ１差信号をLPF５８−３に供給する。
【００８６】
すなわち、図５の左上段で示されるように、周波数切替部３２が、切替信号として、周波数ｆ１のときHiを、周波数ｆ２のときLowを出力する場合、図５の左中段で示されるように、振分部５６には、切替信号に対応して、混合器５５−１より周波数ｆ１に対応する和信号であるｆｄ１和信号、および周波数ｆ２に対応する和信号であるｆｄ２和信号が交互に順次供給されてくる。このとき、振分部５６は、切替信号が周波数ｆ１に対応するHiのとき、図５の右上段で示されるように、ｆｄ１和信号をLPF５８−１に供給し、切替信号が周波数ｆ２に対応するLowのとき、図５の右中段で示されるように、ｆｄ２和信号をLPF５８−２に供給する。
【００８７】
また、図５の左上段で示されるように、周波数切替部３２が、切替信号として、周波数ｆ１のときHiを、周波数ｆ２のときLowを出力する場合、図５の左下段で示されるように、振分部５７には、切替信号に対応して、混合器５５−２より周波数ｆ１に対応する差信号であるｆｄ１差信号、および周波数ｆ２に対応する差信号であるｆｄ２差信号が交互に順次供給されてくる。このとき、振分部５７は、切替信号が周波数ｆ１に対応するHiのときのみ、図５の右下段で示されるように、ｆｄ１差信号をLPF５８−３に供給する。
【００８８】
ステップＳ８において、LPF５８−１乃至５８−３は、順次振分部５６，５７より供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、それぞれ平滑化して増幅部５９−１乃至５９−３に供給する。増幅部５９−１乃至５９−３は、供給されてきたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、それぞれ増幅し、ADC６０−１乃至６０−３に供給する。ADC６０−１乃至６０−３は、平滑化され、さらに増幅されたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号をデジタル信号に変換し、ステップＳ９において、衝突予備動作用信号処理部１３および車線変更警告用信号処理部１５に分配して受信信号として供給する。
【００８９】
ステップＳ１０において、周波数切替部３２は、今現在出力している周波数ｆ１、またはｆ２のいずれかのＣＷ信号に切り替えてから所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないと判定された場合、処理は、ステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ１０において、所定時間が経過していると判定された場合、ステップＳ１１において、周波数切替部３２は、切替信号を切り替えて、すなわち、それまでに出力していた周波数とは別の周波数に切り替えて、発振部３１にＣＷ信号を発振させる。
【００９０】
以上の処理を纏めると以下のようになる。ステップＳ２の処理において、例えば、送信部１１のアンテナ３６より出力される電波が、以下の式（１）で表されるものとすると、アンテナ５１−１，５１−２で受信される電波は、以下の式（２），式（３）として表される。
【００９１】
【数１】
【００９２】
【数２】
【００９３】
【数３】
【００９４】
ここで、Ｔｉは、送信電波を、Ｒｘ１，Ｒｘ２は、それぞれアンテナ５１−１，５１−２の電波を、Ａ，Ｂは、それぞれ送信電波および受信電波の強度を、ｄは物体までの距離を、ｖはレーダ装置１を搭載した車両と、送信信号としての電波を反射する物体としての車両Ｃ１との相対速度を、ｆｉは送信された電波の周波数（ｉ＝１のとき周波数ｆ１、ｉ＝２のとき周波数ｆ２）を、ｃは光速を、Ｌは、例えば、図６で示されるアンテナ５１−１，５１−２間の距離を、θは図６で示されるアンテナ５１−１，５１−２間の中心から物体Ｃ１の角度（到来角）を、それぞれ表している。また、式（３）における括弧内の第３項のLsin(θ)は、図６で示されるように、アンテナ５１−１，５１−２の双方に到達する電波の経路差を示すものである。したがって、車両Ｃ１から受信される電波のアンテナ５１−１，５１−２への経路は平行であるものとすれば、アンテナ５１−１，５１−２の双方で受信される受信信号には、経路差Lsin(θ)分に相当する位相差が生じていることになる。
【００９５】
そこで、ステップＳ４の処理においては、加算部５２が、式（２），式（３）で示されるアンテナ５１−１，５１−２で受信される電波の信号を加算することにより、以下の式（４）で示される和信号Raddを生成する。式（４）においては、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が、振幅として表されている。すなわち、式（４）においては、2Bcos（π・Lsin(θ)・fi／c）の項により、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が振幅として表されている。
【００９６】
【数４】
【００９７】
また、ステップＳ５の処理においては、減算部５３が、式（２），式（３）で示されるアンテナ５１−１，５１−２の受信電波に対応する信号を減算することにより、以下の式（５）で示される差信号Rsubを生成する。式（５）においては、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が、振幅として表される。すなわち、式（５）においては、2Bsin（π・Lsin(θ)・fi／c）の項により、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が振幅として表されている。
【００９８】
【数５】
【００９９】
そして、ステップＳ６の処理により、混合器５５−１、５５−２が、式（４），式（５）で表される和信号Raddおよび差信号Rsubを、それぞれ送信信号と混合することにより、以下の式（６），式（７）で示される和信号の混合信号Radd_dおよび差信号の混合信号Rsub_dが求められる。
【０１００】
【数６】
【０１０１】
【数７】
【０１０２】
この和信号の混合信号Radd_dが、図５における周波数ｆ１またはｆ２に対応するｆｄ１和信号またはｆｄ２和信号であり、差信号の混合信号Rsub_dが、図５における周波数ｆ１に対応するｆｄ１差信号である。
【０１０３】
すなわち、以上の処理により、式（６），式（７）で表されるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号が、周波数ｆ１またはｆ２の切替信号に同期して、図５で示されるように、それぞれLPF５８−１乃至５８−３に供給される。そして、ステップＳ９の処理により、LPF５８−１乃至５８−３は、離散的に供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号を、それぞれに平滑化することにより連続的な値に変換し、増幅部５９−１乃至５９−３に供給する。増幅部５９−１乃至５９−３は、それぞれを増幅して、ADC６０−１乃至６０−３に供給する。さらに、ADC６０−１乃至６０−３がデジタル信号に変換して、衝突予備動作用信号処理部１３、および車線変更警告用信号処理部１５に、それぞれ３種類の受信信号（平滑化されて連続的なデジタル信号にされたｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号）として供給される。
【０１０４】
次に、図７のフローチャートを参照して、衝突予備動作用信号処理について説明する。
【０１０５】
ステップＳ２１において、衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、衝突判定用FFTタイミング計測用のカウンタ７２ａのカウント値Ｘを初期化してカウントを開始する。
【０１０６】
ステップＳ２２において、FFT７１−１乃至７１−３は、受信部１２より供給されてくるデジタル信号からなるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号を取得し、順次記憶し、サンプリングする。
【０１０７】
ステップＳ２３において、衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、カウンタ７２ａのカウント値Ｘが所定の時間Ｔ１を超えているか否か、すなわち、所定のサンプリング時間を超えているか否かを判定する。尚、この時間Ｔ１は、衝突を判定し、衝突が判定された場合には、衝突に対応するための予備動作を実行させる必要があるため、比較的短い時間とする必要があり、特に後述する車線変更警告用信号処理のサンプリング時間より短い時間である。
【０１０８】
ステップＳ２３において、カウント値Ｘが所定の時間Ｔ１よりも大きくないと判定された場合、処理は、ステップＳ２２に戻る。すなわち、所定の時間Ｔが経過するまで、ステップＳ２２，Ｓ２３の処理が繰り返され、サンプリングが継続される。
【０１０９】
ステップＳ２３において、例えば、カウント値Ｘが所定の時間Ｔ１よりも大きいと判定され、サンプリングを終了して処理を開始するタイミングに到達したと判定された場合、ステップＳ２４において、衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、FFT７１−１乃至７１−３に対してFFTの処理を実行させる。この指示を受けて、FFT７１−１乃至７１−３は、それぞれサンプリングしたデータに基づいて、FFTを掛けて、FFT７１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部７４に供給する。また、FFT７１−２が、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部７３、および距離算出部７４に供給する。さらに、FFT７１−３が、ｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部７５に供給する。
【０１１０】
ステップＳ２５において、ドップラ周波数算出部７３は、ｆｄ２和信号のスペクトルに基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を求め、さらに、ドップラ周波数ｆｄ２より、物体の速度ｖ１を算出し、距離算出部７４、角度算出部７５、および衝突判定部７６に出力する。すなわち、ドップラ周波数ｆｄ２と物体の速度ｖとの関係は、以下の式（８）で示される関係となる。ここで、ｖは、速度を、ｆｉ（ｉ＝１or２）は、ＣＷ信号の周波数、ｃは、光速である。したがって、ドップラ周波数算出部７３は、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から求められたドップラ周波数ｆｄ２に基づいて、式（８）を変形して速度ｖを速度ｖ１として算出する。
【０１１１】
【数８】
【０１１２】
ステップＳ２６において、距離算出部７４は、FFT７１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、および、FFT７１−２より供給されてくるｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに、速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号とｆｄ２和信号との位相差から物体までの距離Ｄ１を算出し、衝突判定部７６に供給する。
【０１１３】
すなわち、周波数ｆ１が数１０ＧＨｚであるのに対して、周波数ｆ２は、周波数ｆ１と数ＭＨｚの周波数差でしかないため、ドップラ周波数ｆｄ１，ｆｄ２は、いずれも２ｖｆ１／ｃ，２ｖｆ２／ｃで表されるが、いずれも同一であるものとして考えることができる。
【０１１４】
また、上述した式（６），式（７）で表される和信号の混合信号Radd_dと、差信号の混合信号Rsub_dとの位相差Δφは、以下の式（９）で表される。ここで、周波数ｆ１，ｆ２の周波数差をΔｆとすれば、物体の距離ｄは、以下の式（１０）で表される。
【０１１５】
【数９】
【０１１６】
【数１０】
【０１１７】
そこで、ステップＳ２６において、距離算出部７４は、上述した式（１０）を用いて、物体までの距離ｄを距離Ｄ１として計算する。
【０１１８】
ステップＳ２７において、角度算出部７５は、FFT７１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、およびｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果とｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果との比率から物体の存在する位置の角度θ１（図６の到来角θに相当する）を算出する。すなわち、上述した式（６），式（７）で表される和信号の混合信号Radd_dと、差信号の混合信号Rsub_dとにおける振幅Aadd，Asubは、それぞれ以下の式（１１），式（１２）で表される。
【０１１９】
【数１１】
【０１２０】
【数１２】
【０１２１】
ここで、図６における到来角θは、以下の式（１３）で示されるように表される。
【０１２２】
【数１３】
【０１２３】
角度算出部７５は、上述した式（１３）を用いて、角度θを角度θ１として算出し、衝突判定部７６に供給する。
【０１２４】
以上の処理により、この時点で衝突判定部７６には、検出された物体の速度ｖ１、距離Ｄ１、および角度θ１が供給されていることになる。
【０１２５】
そこで、ステップＳ２８において、衝突判定部７６は、速度判定部７６ａを制御して、供給されてきた速度ｖ１が、所定の速度Ｖ１よりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度ｖ１が、所定の速度Ｖ１よりも高速ではないと判定された場合、衝突の可能性はないものとみなし、処理は、ステップＳ２１に戻る。
【０１２６】
一方、ステップＳ２８において、速度ｖ１が、所定の速度Ｖ１よりも高速であると判定された場合、ステップＳ２９において、衝突判定部７６は、範囲判定部７６ｂを制御して、検出された物体の距離Ｄ１と角度θ１とに基づいて、物体の存在する位置を求め、衝突の可能性が高い所定の範囲内、すなわち、図２で示される範囲Ｚ１のうち、所定の距離以内の範囲内に存在するのか否かを判定させる。ステップＳ２９において、例えば、衝突の可能性が高い所定の範囲内に存在しない場合、衝突の可能性はないものとみなし、処理は、ステップＳ２１に戻る。尚、この衝突の可能性が高い所定の範囲は、速度ｖ１に対応して設定するようにしても良い。
【０１２７】
一方、ステップＳ２９において、衝突の可能性が高い所定の範囲内に存在すると判定された場合、ステップＳ３０において、衝突判定部７６は、衝突予備動作指示部７６ｃを制御して、衝突予備動作制御部１４に対して、衝突予備動作を実施するように指示させる。
【０１２８】
この処理に応じて、ステップＳ３１において、衝突予備動作制御部１４は、衝突に備えて、例えば、警告音声を発することで衝突の発生を警告すると共に、シートベルトを引き上げて、乗員を座席に固定させ、いわゆる鞭打ち症などの発生を抑止したり、衝突前に適切なタイミングでエアバッグを動作させて衝突時の衝撃を吸収したり、さらには、可動式ヘッドレストを頭部に押し当てるなどして、乗員の衝突時の頭部への反動による衝撃を抑制させるといった動作を実施する。
【０１２９】
以上の処理により、比較的短いサンプリング時間で衝突の有無を判定し、衝突の可能性があると判定された場合、衝突に備えた予備動作を実施することが可能となるので、乗員の衝突時の安全性を向上させることができる。また、図２を参照して、上述したように、範囲Ｚ１の範囲は、強い電波を送信信号として出力することにより、比較的遠くまで検出範囲として設定されているため、物体として検出される車両が検出される程接近しているような場合、接近に伴って、受信される受信信号も強い電波として受信されることになるため、サンプリング時間が短くても、比較的条件のよいデータをサンプリングして利用することができ、自車への衝突の有無を高精度で検出することが可能となる。
【０１３０】
次に、図８のフローチャートを参照して、車線変更警告用信号処理について説明する。
【０１３１】
ステップＳ４１において、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、車線変更警告用FFTタイミング計測用のカウンタ９２ａのカウント値Ｙを初期化してカウントを開始する。
【０１３２】
ステップＳ４２において、FFT９１−１乃至９１−３は、受信部１２より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号を取得し、順次記憶し、サンプリングする。
【０１３３】
ステップＳ４３において、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、カウンタ９２ａのカウント値Ｙが所定の時間Ｔ２を超えているか否か、すなわち、所定のサンプリング時間を超えているか否かを判定する。尚、この時間Ｔ２は、車線変更時の危険の有無を判定し、車線変更の危険があると判定された場合には、車線変更に対する警告を実行させる必要があるためのものであり、運転者の危険回避動作が行えるものであればよいので、衝突時の予備動作に比べて求められる時間が長くてもよいため、衝突の有無を判定する処理に用いられたサンプリング時間である時間Ｔ１よりも、比較的長い時間とすることができる。
【０１３４】
ステップＳ４３において、カウント値Ｙが所定の時間Ｔ２よりも大きくないと判定された場合、処理は、ステップＳ４２に戻る。すなわち、所定の時間Ｔ２が経過するまで、ステップＳ４２，Ｓ４３の処理が繰り返される。
【０１３５】
ステップＳ４３において、例えば、カウント値Ｙが所定の時間Ｔ２よりも大きいと判定され、サンプリングを終了して、処理を開始するタイミングに到達したと判定された場合、ステップＳ４４において、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、FFT９１−１乃至９１−３に対してFFTの処理を実行させる。この指示を受けて、FFT９１−１乃至９１−３は、それぞれサンプリングしたデータに基づいて、FFTを掛けて、FFT９１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部９４に供給する。また、FFT９１−２が、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部９３、および距離算出部９４に供給する。さらに、FFT９１−３が、ｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部９５に供給する。
【０１３６】
ステップＳ４５において、ドップラ周波数算出部９３は、ｆｄ２和信号のスペクトルから得られる結果に基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を求め、さらに、ドップラ周波数ｆｄ２より、物体の速度ｖ２を算出し、距離算出部９４、角度算出部９５、および車線変更警告判定部９６に出力する。尚、ドップラ周波数算出部９３、距離算出部９４、および角度算出部９５における処理は、実質的に、上述したドップラ周波数算出部７３、距離算出部７４、および角度算出部７５における処理と同様であるので、以降においても、その説明は、適宜省略するものとする。
【０１３７】
ステップＳ４６において、距離算出部９４は、FFT９１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、および、FFT９１−２より供給されてくるｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに、速度ｖ２に基づいて、物体までの距離Ｄ２を算出し、車線変更警告判定部９６に供給する。
【０１３８】
ステップＳ４７において、角度算出部９５は、FFT９１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、およびｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに速度ｖ２に基づいて、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果とｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果との比率から物体の存在する位置の角度θ２（図６の到来角θに相当する）を算出する。
【０１３９】
以上の処理により、この時点で車線変更警告判定部９６には、検出された物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２が供給されていることになる。
【０１４０】
ステップＳ４８において、車線変更警告判定部９６は、この検出された物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２を検出した時刻情報と対応付けてデータ記憶部９６ｃに順次記憶させる。尚、データ記憶部９６ｃに記憶される物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２は、直近の数秒分を記憶すればよく、データ記憶部９６ｃに記憶される情報が、所定時間分以上となる場合、最新のデータが最も古いデータの記録領域に上書きされて記録される。
【０１４１】
ステップＳ４９において、車線変更警告判定部９６は、速度判定部９６ａを制御して、供給されてきた速度ｖ２が、所定の速度Ｖａよりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度ｖ２が、所定の速度Ｖａよりも高速であると判定した場合、処理は、ステップＳ５０に進む。
【０１４２】
ステップＳ５０において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、速度ｖ２（＞Ｖａ）に応じた警告範囲Ｗ１を速度対範囲テーブル９６ｄより読み出させる。
【０１４３】
ステップＳ５１において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、検出された物体の距離Ｄ２と角度θ２とに基づいて、物体の存在する位置を求め、警告範囲Ｗ１内に存在するのか否かを判定させる。ステップＳ５１において、例えば、図９で示されるように、レーダ装置１が車両Ｃ１の後部に搭載され、太線で示される警告範囲Ｗ１内に車両Ｃ１３が存在するような場合、車線変更が危険であるものとみなし、ステップＳ５２において、車線変更警告判定部９６は、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。尚、図９における警告範囲Ｗ１は、車両Ｃ１が図中の車線Ｌ２を下方向に走行中であるとき、車両Ｃ１の運転席横付近の位置（目視により車線変更しようとする車線に存在する車両を確認できる位置）から後方に距離Ｎ１の範囲である。尚、図示しないが、当然のことながら、同様に、警告範囲は、車線Ｌ３側にも同様に設定されている。
【０１４４】
ステップＳ５３において、車線変更警告動作制御部１６は、ステップＳ５２における車線変更警告判定部９６からの指示に応じて、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように座席を振動させるなどすることにより、車線変更を実施すると危険であることを警告する。
【０１４５】
一方、ステップＳ４９において、例えば、速度ｖ２が、所定の速度Ｖａよりも高速ではないと判定した場合、ステップＳ５４において、車線変更警告判定部９６は、速度判定部９６ａを制御して、供給されてきた速度ｖ２が、所定の速度Ｖｂ（＜Ｖａ）よりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度ｖ２が、所定の速度Ｖｂよりも高速であると判定された場合、処理は、ステップＳ５５に進む。
【０１４６】
ステップＳ５５において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、速度ｖ２（＞Ｖｂ）に応じた警告範囲Ｗ２を速度対範囲テーブル９６ｄより読み出させる。
【０１４７】
ステップＳ５６において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、検出された物体の距離Ｄ２と角度θ２とに基づいて、物体の存在する位置を求め、警告範囲Ｗ２内に存在するのか否かを判定させる。ステップＳ５６において、例えば、図９で示されるように、レーダ装置１が車両Ｃ１の後部に搭載され、点線で示される警告範囲Ｗ２内に車両Ｃ１２が存在するような場合、車線変更が危険であるものとみなし、ステップＳ５２において、車線変更警告判定部９６は、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。尚、図９における警告範囲Ｗ２は、車両Ｃ１が図中の車線Ｌ２を下方向に走行中であるとき、車両Ｃ１の運転席横付近の位置（目視により車線変更しようとする車線に存在する車両を確認できる位置）から後方に距離Ｎ２（＜Ｎ１）の範囲である。尚、図示しないが、当然のことながら、同様に、警告範囲は、車線Ｌ３側にも同様に設定されている。
【０１４８】
また、ステップＳ５１において、物体の位置が警告範囲Ｗ１内ではないと判定された場合、ステップＳ５４において、速度ｖ２が速度Ｖｂよりも高速ではないと判定された場合、または、ステップＳ５６において、物体の位置が警告範囲Ｗ２内ではないと判定された場合、いずれにおいても、ステップＳ５２，Ｓ５３の処理がスキップされて、処理は、ステップＳ５７に進む。
【０１４９】
すなわち、範囲判定部９６ｂは、物体として検出された車両の速度ｖ２の大きさに応じて、予め速度対範囲テーブル９６ｄに格納されている警告範囲を切り替える。このため、検出された車両の相対速度ｖ２が低速であれば、車両Ｃ１に対して比較的近い範囲からなる警告範囲Ｗ２を設定することで、ある程度接近してから警告を発するようにさせることができ、逆に、検出された車両の相対速度ｖ２が高速であれば、車両Ｃ１に対して比較的遠い範囲を含む警告範囲Ｗ１を設定することで、ある程度離れた位置からでも警告を発するようにさせることができる。このように、警告範囲を速度に応じて設定することにより、不要な警告の発報を抑制し、相対速度に応じ適切な車線変更の警告を発することが可能となる。
【０１５０】
尚、以上においては、警告範囲は、速度ｖ２に対する閾値により２つの警告範囲が設定される例について説明してきたが、それ以上の閾値を設けて、さらに多く警告範囲を設定するようにしても良い。また、予め速度対範囲テーブル９６ｄに、速度に対応した警告範囲の情報が記憶される例について説明してきたが、例えば、速度に応じて、演算により警告範囲をシームレスに設定できるようにしても良い。
【０１５１】
ステップＳ５７において、車線変更警告判定部９６は、データ記憶部９６ｃを参照して、所定時間だけ直前までの間に車両（物体）が検出されていたか否かを判定する。ステップＳ５７において、例えば、データ記憶部９６ｃに記憶されている物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２の情報のうち、時刻として直近の所定時間内に存在するデータが存在する場合、ステップＳ５８において、車線変更警告判定部９６は、推定部９６ｅを制御して、データ記憶部９６ｃに記憶されている、所定時間内の物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２の情報に基づいて、今現在の物体の位置を算出することにより位置を推定させる。
【０１５２】
ステップＳ５９において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、推定部９６ｅにより算出された物体の存在する位置の情報に基づいて、警告範囲内に物体が存在するか否かを判定させる。尚、このステップＳ５９の処理については、上述したステップＳ４９乃至Ｓ５１，Ｓ５４乃至Ｓ５６の処理と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１５３】
ステップＳ５９において、推定された位置から警告範囲内に物体が存在すると判定された場合、車線変更警告判定部９６は、ブラインドスポットタイミング判定部９６ｇを制御して、検出物体がブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していないか否かを判定させる。ブラインドスポットとは、レーダ装置１では物体の存在を検出することができない範囲であって、警告範囲を含む範囲である。例えば、図９における車両Ｃ１３が、車線Ｌ１を車両Ｃ１よりも高速で走行しながら移動し、車両Ｃ１２の位置を経てさらに進むと、やがてレーダ装置１で検出できない状態となり（範囲Ｚ２−１から脱した状態となり）、車両Ｃ１１で示されるように、一点鎖線で囲まれたブラインドスポットＢ１内に到達する。ブラインドスポットタイミング判定部９６ｇは、データ記憶部９６ｃに記憶されている時刻情報に対応付けて記憶されている速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２から検出物体がブラインドスポットに入ったと思われるタイミング（最後に検出された時刻情報）を検索し、検索されたブラインドスポットに入ったと思われるタイミングから所定の時間内であるか否かを判定する。
【０１５４】
ステップＳ６０において、検出物体がブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していないと判定された場合、ブラインドスポット内の推定された位置に検出物体が存在するものとみなし、ステップＳ６１において、車線変更警告判定部９６は、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。
【０１５５】
ステップＳ６２において、車線変更警告動作制御部１６は、ステップＳ６１における車線変更警告判定部９６からの指示に応じて、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように座席を振動させるなどすることにより、車線変更を実施すると危険であることを警告する。
【０１５６】
一方、ステップＳ５９において、推定された位置から警告範囲内に物体が存在しないと判定された場合、ステップＳ６０乃至Ｓ６２の処理がスキップされて、処理は、ステップＳ４１に戻る。
【０１５７】
また、ステップＳ６０において、ブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していると判定された場合、直前まで検出されていた物体が、移動してブラインドスポット内から外れて、警告範囲内に存在しないものとみなし、ステップＳ６１，Ｓ６２の処理がスキップされて、処理は、ステップＳ４１に戻る。
【０１５８】
尚、ステップＳ６０の処理における検出物体がブラインドスポットに入ってからの経過時間については、速度ｖ２に応じた所定時間との比較により、物体がブラインドスポット内に存在するか否かを判定するようにしてもよく、このようにすることで、低速で接近してきた車両については、ブラインドスポット内における考慮時間を長くし、高速で接近してきた車両については、ブラインドスポット内における考慮時間を短くできるので、ブラインドスポットを脱するまでの時間を適正に考慮して、必要とされる警告のみを実施することが可能となる。
【０１５９】
以上の処理により、検出物体が、受信部１２により受信される受信信号では検出できないブラインドスポットに入るようなことがあっても、時刻情報に対応付けて記憶されている速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２に基づいて、位置を推定し、推定された位置に基づいて警告範囲内であるか否かを判定することで、車線変更により生じる可能性の高い危険に対して警告することが可能となる。
【０１６０】
結果として、物体が直接検出できる場合には、検出結果から取得される物体の位置と警告範囲との比較により車線変更の危険を認識することができ、物体が直接検出でない場合には、過去の検出結果から推定される物体の位置と警告範囲との比較により車線変更の危険を認識することができるので、ブラインドスポットをカバーするように送信信号を送信するためのアンテナを特に設ける必要がなくなるため、コストを低減することが可能になると共に、レーダ装置全体として、適切に車線変更の危険を警告することが可能となる。
【０１６１】
尚、以上の例においては、警告範囲の設定については、速度ｖ２に対応して設定される例について説明してきたが、例えば、ブラインドスポット内であるか否かに対応付けて警告範囲を設定するようにしても良く、このようにすることで、車線変更を警告する際、実際に物体の存在を検出した位置に基づいて車線変更の警告をしているのか、または、実際に物体の存在を検出していないが、過去の検出結果を用いて推定された位置に基づいて車線変更の警告をしているのかを運転者に提示することができるので、運転者は、車線変更の警告の根拠を認識した上で、車線変更の警告を受けることが可能となる。具体的な提示方法としては、例えば、ドアミラーの付け根などに運転者からのみ視認できる角度で点滅灯を設けて、車線変更の警告時に発光させるような装置を用いる場合、実際に物体の存在を検出しているときの警告は、赤色のランプを点灯させ、実際に物体の存在は検出されていないが過去の検出結果に基づいた推定による警告は、黄色のランプを点灯させるといったものとしてもよい。
【０１６２】
また、当然のことながらブラインドスポットの有無とは無関係に警告範囲を設定するようにしても良く、このようにすることで、ブラインドスポットの範囲とは無関係に、速度ｖ２で適切な警告範囲を設けることが可能となるので、車線変更時の危険を適切に警告することが可能となる。
【０１６３】
さらに、以上においては、検出された物体の速度の算出にあたり、ドップラ周波数ｆｄ２を用いる例について説明してきたが、周波数ｆ１，ｆ２との周波数差は数MHzであるため、ドップラ周波数ｆｄ１を用いて求めるようにしても略同一の速度を求めることができる。また、同様に、以上においては、距離の計算に当たり、ｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号の位相差を用いる例について説明してきたが、ｆｄ１差信号およびｆｄ２差信号の位相差を用いるようにしても良く、例えば、いずれも計測できる構成とし、ｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号の信号品質と、ｆｄ１差信号およびｆｄ２差信号の信号品質とを比較した上で、信号品質の高いものを用いて距離を計算するようにし、精度を向上させるようにしても良い。さらに、同様に、以上においては、角度の計算に当たり、ｆｄ１和信号とｆｄ１差信号との比率により求める例について説明してきたが、ｆｄ２和信号とｆｄ２差信号との比率により求めるようにしてもよく、さらには、ｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号の信号品質と、ｆｄ２和信号およびｆｄ２差信号の信号品質とを比較し、信号品質の高いものを用いて角度を計算するようにし、精度を向上させるようにしても良い。
【０１６４】
結果として、衝突予備動作を実行させる、いわゆるプリクラッシュ安全装置と、車線変更警告動作を実行させる、いわゆる車線変更支援装置とを共用したレーダ装置を実現することが可能となるので、両機能による安全性を確保すると共に、装置のコストの低減と、小型化を実現することが可能になる。
【０１６５】
以上の如く、本発明によれば、プリクラッシュ安全装置用のレーダと、車線変更支援装置用のレーダとを共通で使用し、コストの低減を図ることが可能となる。
【０１６６】
ところで、上述した一連の監視処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【０１６７】
図１０は、汎用のパーソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１００１を内蔵している。CPU１００１にはバス１００４を介して、入出力インタフェース１００５が接続されている。バス１００４には、ROM(Read Only Memory)１００２およびRAM(Random Access Memory)１００３が接続されている。
【０１６８】
入出力インタフェース１００５には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部１００６、処理操作画面や処理結果の画像を表示デバイスに出力する出力部１００７、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部１００８、LAN（Local Area Network）アダプタなどよりなり、インターネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部１００９が接続されている。また、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１０１１に対してデータを読み書きするドライブ１０１０が接続されている。
【０１６９】
CPU１００１は、ROM１００２に記憶されているプログラム、または磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等のリムーバブルメディア１０１１から読み出されて記憶部１００８にインストールされ、記憶部１００８からRAM１００３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１００３にはまた、CPU１００１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０１７０】
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明を適用したレーダ装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】図１の送信部により照射される電波の強度分布である。
【図３】計測処理を説明するフローチャートである。
【図４】計測処理を説明する図である。
【図５】振分部の動作を説明する図である。
【図６】受信部におけるアンテナの経路差を説明する図である。
【図７】衝突予備動作用信号処理を説明するフローチャートである。
【図８】車線変更警告用信号処理を説明するフローチャートである。
【図９】車線変更警告用信号処理を説明する図である。
【図１０】汎用のパーソナルコンピュータの構成例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１７２】
１ レーダ装置
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ 衝突予備動作用信号処理部
１４ 衝突予備動作制御部
１５ 車線変更警告用信号処理部
１６ 車線変更警告動作制御部
３６ アンテナ
５１−１，５１−２ アンテナ
７１−１乃至７１−３ FFT
７２ 衝突判定用FFTタイミング制御部
７３ ドップラ周波数算出部
７４ 距離算出部
７５ 角度算出部
７６ 衝突判定部
９１−１乃至９１−３ FFT
９２ 車線変更警告用FFTタイミング制御部
９３ ドップラ周波数算出部
９４ 距離算出部
９５ 角度算出部
９６ 車線変更警告判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、高速で処理が必要なプリクラッシュ機能と、比較的高速でなくてもよい車線変更支援機能とを統一した構成として実現できるようにした検出装置および方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車と他車との間の相対速度や距離を測定するセンサとして、２周波ＣＷ（Continuous Wave）方式のセンサが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。すなわち、この２周波ＣＷ方式のセンサは、受信された搬送波に対するドップラ信号の周波数（以下、ドップラ周波数と称する）や位相を検出し、それらを利用して、自車と他車との相対速度や距離を測定する。
【０００３】
また、自車と他車との相対的な位置を示す角度を測定するセンサとして、モノパルス方式のセンサが知られている。
【０００４】
このように、２周波ＣＷ方式のセンサを用いて自車と他車との距離を測定し、モノパルス方式のセンサにより自車と他車との角度を測定することで、接近する他車の存在する位置を検出することが可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２０３６００号公報
【特許文献２】特開２００４−６９６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したような方式の測定装置を用いることにより後方より接近する他車の存在を検出することで、他車の自車への衝突を予測し、衝突に予め備えた動作を実施させる技術、所謂、プリクラッシュ安全装置が開発されている。
【０００７】
また、同様の機能を用いることにより自車の側面後方に接近する他車を検出することにより、車線変更の危険の有無を警告する車線変更支援装置が開発されている。
【０００８】
このプリクラッシュ安全装置は、自車の後方に、高速で衝突の可能性がある他車を検出する必要があるため、自車の真後ろに近い範囲を、遠い距離まで監視する必要がある。一方、車線変更支援装置は、自車の側面後方に接近する他車との距離を比較的近い範囲で監視する必要がある。
【０００９】
したがって、両者は、異なる監視範囲、および監視距離を監視する必要があるため、従来、検出用に設置すべきレーダの配置が異なっていた。すなわち、一般に、プリクラッシュ安全装置は、車両本体の真後ろの中央位置に、左右に対して比較的狭い範囲で遠い範囲までを監視するレーダが設けられるのに対して、車線変更支援装置においては、車両本体の左右の後端に設けられ、車両の側面後方の比較的広い範囲であって、距離が近い範囲を監視するレーダが設けられる。
【００１０】
このため、両者を設置すると、それぞれに対応したレーダが設置されることにより、製品のコストを高めてしまうことがあった。
【００１１】
また、プリクラッシュ安全装置の使用頻度は、車線変更支援装置の使用頻度に対して極端に少ないため、この使用頻度とコストとのバランスから今現在においても、一部の高級車にのみ使用されているだけである。
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、プリクラッシュ安全装置用のレーダと、車線変更支援装置用のレーダとを共用できるようにし、コストの低減を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面の検出装置は、第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信手段と、前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信手段と、前記受信手段により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出手段と、前記受信手段により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出手段とを含む。
【００１４】
送信手段は、例えば、送信部であり、車両の真後ろに近い後方の方向であって、左右に対して狭く遠い範囲の第１の範囲と、前記第１の範囲よりも近い、車両の側面後方の第２の範囲とに電波を照射することにより送信信号を送信する。このため、第１の範囲においては、真後ろの方向に対して比較的狭い範囲であるが、遠方の範囲まで送信信号である電波を照射することができ、第２の範囲においては、左右の側面後方に対して、比較的広い範囲であるが、近い範囲で送信信号である電波を照射することができる。
【００１５】
受信手段は、例えば、受信部であり、真後ろの比較的狭い範囲ではあるが遠方の第１の範囲における、送信信号のうち反射されてくる電波を受信し、受信した電波より受信信号を生成すると共に、側面後方の比較的広い範囲であるが近傍の第２の範囲の送信信号のうち反射されてくる電波を受信し、受信した電波より受信信号を生成する。
【００１６】
第１の検出手段は、例えば、衝突予備動作用信号処理部であり、前記受信部により受信された受信信号を、比較的短い周期となる第１の所定時間でサンプリングすることにより、物体を検出する。すなわち、衝突予備動作用信号処理部は、比較的短い周期でサンプリングされる受信信号を処理することにより物体を検出する。衝突予備動作用信号処理部は、車両本体の真後ろの方向に対して比較的狭い遠方の範囲の物体を検出する必要があるが、遠方まで照射できる範囲の電波を送信信号として送信するため、物体の接近に伴って、物体から反射される電波を、強度の高い受信信号として受信することができるので、短いサンプリング時間で、高速に比較的高い精度で物体の位置を検出することができる。
【００１７】
第２の検出手段は、例えば、車線変更警告用信号処理部であり、前記受信部により受信された受信信号を、比較的長い周期となる第１の所定時間より長い第２の所定時間でサンプリングすることにより、物体を検出する。すなわち、車線変更警告用信号処理部は、比較的長い周期でサンプリングされる受信信号を処理することにより物体を検出する。車線変更警告用信号処理部は、車両本体の側面後方に対して比較的広い近傍の範囲の物体を検出する必要があるが、近傍の範囲まで照射できればよい、比較的弱い電波を、受信信号として受信するため、受信信号の精度は低いが、長い第２の所定時間でサンプリングして処理するため、第１の検出手段に比べて低速ではあるが、比較的広い範囲である第２の範囲に存在する物体の位置を検出することができる。
【００１８】
このため、本発明の検出装置は、同一の送信部と受信部とにより、左右に比較的狭いが、距離にして遠い範囲までを含む第１の範囲については、高速で、すなわち、短い周期で物体を検出することが可能となり、左右に比較的広いが、距離にして近い範囲を含む第２の範囲については、比較的低速ながらも、広い範囲で物体を検出することが可能となる。
【００１９】
前記第１の検出手段には、検出された前記物体の速度を、第１の速度として検出する第１の速度検出手段と、検出された前記物体の存在する角度を、第１の角度として検出する第１の角度検出手段と、検出された前記物体の存在する距離を、第１の距離として検出する第１の距離検出手段とを含み、前記第２の検出手段には、検出された前記物体の速度を、第２の速度として検出する第２の速度検出手段と、検出された前記物体の存在する角度を、第２の角度として検出する第２の角度検出手段と、検出された前記物体の存在する距離を、第２の距離として検出する第２の距離検出手段とを含ませるようにすることができる。
【００２０】
第１の速度検出手段、第１の角度検出手段、および第１の距離検出手段は、それぞれ、例えば、衝突予備動作用信号処理部におけるドップラ周波数算出部、角度算出部、および距離算出部であり、主に第１の範囲における物体の速度、物体の存在する位置の角度、および距離を、狭い範囲についてではあるが比較的高速で検出することを目的として使用することができる。
【００２１】
第２の速度検出手段、第２の角度検出手段、および第２の距離検出手段は、それぞれ、例えば、車線変更警告用信号処理部におけるドップラ周波数算出部、角度算出部、および距離算出部であり、主に第２の範囲における物体の速度、物体の存在する位置の角度、および距離を、比較的低速ではあるが、広い範囲で検出することを目的として使用することができる。
【００２２】
前記第１の速度が、第１の所定速度よりも高速で、かつ、前記第１の距離および前記第１の角度に基づいた前記物体の位置が、所定範囲であるとき、衝突予備動作を実行する衝突予備動作実行手段を含ませるようにすることができる。
【００２３】
衝突予備動作実行手段は、例えば、衝突予備動作制御部であり、後方に接近する物体が衝突の可能性のある所定速度以上で、所定範囲に検出された場合、衝突に備えた予備的な動作を実行させるようにすることができ、車両に設けられたとき、衝突時の安全性を向上させることができる。
【００２４】
前記第２の速度が、第２の所定速度よりも高速で、かつ、前記第２の距離および前記第２の角度に基づいた前記物体の位置が、前記第２の所定速度で設定される第１の警告範囲であるとき、警告を発する警告手段を含ませるようにすることができる。
【００２５】
警告手段は、例えば、車線変更警告動作制御部であり、側面後方に接近する物体が第２の所定速度以上で、第２の所定速度に対応して設定された第１の警告範囲内で検出された場合、車線変更に際して危険性が高いことを警告させるようにすることができ、車両に設けられたとき、車線変更時の危険を促すことができるので、車線変更時の安全性を向上させることができる。
【００２６】
前記警告手段には、前記第２の所定速度よりも高速の、第３の所定速度よりも高速で、かつ、前記第２の距離および前記第２の角度に基づいた前記物体の位置が、前記第３の所定速度で設定される、前記第１の警告範囲よりも遠い範囲を含む、第２の警告範囲であるとき、警告を発するようにさせることができる。
【００２７】
警告手段は、例えば、車線変更警告動作制御部であり、側面後方に接近する物体が第２の所定速度よりも高速の第３の所定速度以上で、第３の所定速度に対応して設定された第１の警告範囲よりも遠い範囲を含む第２の警告範囲内で検出された場合、車線変更に際して危険性が高いことを警告させるようにすることができ、車両に設けられたとき、相対速度に応じて、警告範囲を設定することで、低速時には、比較的接近した位置で他の車両を検出したときに警告を発するようにさせ、高速時には、比較的離れた遠い位置からでも他の車両を検出したときに警告を発するようにさせることができ、相対速度に対応して適切に車線変更時の安全性を向上させることができる。
【００２８】
前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離を記憶する記憶手段と、前記第２の検出手段により前記第２の範囲に存在する物体が検出されていた状態から、前記物体を検出しない状態となった場合、前記記憶手段に記憶されている前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離の情報に基づいて、前記物体の位置を推定する推定手段とを含ませるよにすることができ、前記推定手段により推定される物体の位置が、前記第１の警告範囲、または前記第２の警告範囲である場合、前記警告手段には、警告を発するようにさせることができる。
【００２９】
記憶手段は、例えば、データ記憶部であり、推定手段は、例えば、推定部である。すなわち、推定部は、第２の範囲に存在する物体が検出されていた状態から、前記物体を検出しない状態に変化したような場合、データ記憶部に記憶されている前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離に基づいて、物体の位置を推定し、第１の警告範囲であるか、または、第２の警告範囲であるときに、警告を発することができる。このため、検出装置が、車両に設けられるような場合、接近する物体として車両が検出されていた状態から、車両により反射された電波が受信部により受信できない範囲に移動するようなときでも、車両の存在する位置を推定して警告することができるので、車線変更時の安全性を向上させることができる。
【００３０】
前記推定手段により推定される物体の位置が、前記第１の警告範囲、または第２の警告範囲である場合、前記第２の検出手段により前記第２の範囲に接近する物体が検出されていた状態から、検出しない状態となったタイミングから所定時間が経過していないとき、前記警告手段には、警告を発するようにさせることができる。
【００３１】
すなわち、前記第２の範囲に接近する物体が検出されていた状態から、検出しない状態となったタイミングから所定時間が経過しているような場合、物体が移動することにより、第１の警告範囲、または、第２の警告範囲から既に離れてしまっている可能性が高く、そのような場合、警告しないようにすることができ、不要な警告を抑制することができるので、警告そのものの信頼性を向上させることができ、車線変更時の安全性をより向上させることができる。
【００３２】
前記送信手段には、２種類の周波数のＣＷ（Continuous Wave）の電波を交互に送信させ、前記受信手段により生成された、前記２種類の周波数のＣＷの電波に対応する受信信号の、それぞれの和信号および差信号を、前記第１の検出手段、および、前記第２の検出手段に振り分ける振分手段をさらに含ませるようにすることができる。
【００３３】
すなわち、２周波ＣＷ方式による距離の測定原理と、モノパルス方式による角度の測定原理とを用いることが可能となり、１つの検出装置により、物体の速度、距離、および角度を検出することができ、コストを低減すると共に、装置そのものを小型化することが可能となる。
【００３４】
本発明の一側面の検出方法は、第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信ステップと、前記送信ステップの処理により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信ステップと、前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出ステップと、前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出ステップとを含む。
【００３５】
本発明の一側面のプログラムは、第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信ステップと、前記送信ステップの処理により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信ステップと、前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出ステップと、前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出ステップとを含む処理を実行させる。
【００３６】
本発明の一側面においては、第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号が送信され、送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波が受信され、受信された前記電波より受信信号が生成され、生成された受信信号が、第１の所定時間の間でサンプリングされることにより、物体が検出され、生成された受信信号が、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングされることにより、前記物体が検出される。
【００３７】
以上により、プリクラッシュ安全装置用のレーダと、車線変更支援装置用のレーダとを共通で使用し、コストの低減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、プリクラッシュ安全装置用のレーダと、車線変更支援装置用のレーダとを共通で使用することが可能となり、コストの低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１は、本発明に係るレーダ装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【００４０】
レーダ装置１は、車両に搭載され、車両の後方範囲（ほぼ真後ろであって、比較的遠い部分を含む範囲）に相対速度が所定の速度以上の高速で接近する車両を検出して、衝突を予期して、衝突に備えた予備的な動作を実行させる、いわゆるプリクラッシュ機能と、車両の側面後方範囲（走行中の走行車線からみて、左右に隣接する走行車線における後方の比較的近い部分を含む範囲）で、走行している車両を検出し、車線変更時に危険があるとき警告を発する、いわゆる車線変更支援機能（車線変更警告機能）とを備えたものである。
【００４１】
レーダ装置１は、送信部１１、受信部１２、衝突予備動作用信号処理部１３、衝突予備動作制御部１４、車線変更警告用信号処理部１５、および車線変更警告動作制御部１６とから構成されている。
【００４２】
送信部１１は、２周波ＣＷ（Continuous Wave）からなる電波を送信信号として発生し照射する。受信部１２は、送信部１１より送信された送信信号である電波のうち、物体により反射されてくる電波を受信して、受信した電波より受信信号を生成し、衝突予備動作用信号処理部１３、および車線変更警告用信号処理部１５のそれぞれに供給する。
【００４３】
衝突予備動作用信号処理部１３は、受信部１２より供給されてくる受信信号を比較的短い周期でサンプリングし、後方からの他車の接近を検出して、衝突の有無を判定し、判定結果に応じて、衝突予備動作制御部１４に対して衝突予備動作を実行させる。衝突予備動作制御部１４は、例えば、音声警告装置、シートベルト、エアバッグ、または可動式ヘッドレストなどのいわゆる衝突時に乗員を保護する衝突保護機器の動作を制御し、衝突予備動作用信号処理部１３より衝突予備動作を実施するように指示が出されると、音声により衝突の発生を事前警告して注意を促し、シートベルトを引き上げて乗員を座席に固定させ、いわゆる鞭打ち症などの発生を抑止したり、衝突前に適切なタイミングでエアバッグを動作させて衝突時の乗員の衝撃を吸収したり、さらには、可動式ヘッドレストを動作させて乗員の頭部に押し当てるなどして、乗員の衝突時の頭部への反動による衝撃を抑制させるといった処置を実行させる。
【００４４】
車線変更警告用信号処理部１５は、受信部１２より供給されてくる受信信号を比較的長い周期でサンプリングし、側面後方からの他車の存在位置を認識し、車線変更に際しての危険の有無を判定し、判定結果に応じて、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告の動作を実行させる。車線変更警告動作制御部１６は、車線変更警告用信号処理部１５より警告を促すように指示を受けた場合、例えば、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように乗員が着座する座席を振動させることにより、車線変更を実施すると危険な状態であることを警告する。
【００４５】
次に、送信部１１の詳細な構成について説明する。
【００４６】
送信部１１は、発振部３１、周波数切替部３２、増幅部３３、３分岐部３４、増幅部３５、およびアンテナ３６より構成されている。
【００４７】
発振部３１は、周波数切替部３２から所定の間隔で供給されてくる切替信号に基づいて、数10GHz帯の周波数ｆ１のＣＷ信号と、周波数ｆ１と数MHz異なる周波数ｆ２のＣＷ信号とを搬送波として切り替えて発生し、増幅部３３で増幅させて３分岐部３４に供給する。周波数切替部３２は、発振部３１に発振すべき周波数の切替を指示する切替信号を供給すると共に、受信部１２にも切替信号を供給する。
【００４８】
３分岐部３４は、増幅部３３より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号を受信部１２、および、増幅部３５のそれぞれに分岐して供給する。増幅部３５は、３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号を送信信号としてアンテナ３６より電波として出力する。
【００４９】
アンテナ３６は、車両本体の後方中央部付近に設けられており、図２で示されるような範囲Ｚ１，Ｚ２−１，Ｚ２−２からなる強度分布特性の電波を送信信号として出力する。図２においては、図中下方向が車両Ｃ１の進行方向であり、車両Ｃ１の後方中央部付近に設けられたアンテナＡ（図１におけるアンテナ３６，５１−１，５１−２が一体となって構成されている）から電波が発せられているときの強度分布特性が示されている。
【００５０】
図２の強度分布特性における範囲Ｚ１は、アンテナＡの存在する位置から後方正面を中央とした、水平方向に角度αで、かつ、比較的遠い位置までを含む図中の斜線部の範囲である。また、範囲Ｚ２−１，Ｚ２−２は、アンテナＡの存在する位置から後方正面を中央とした、水平方向に角度β（＞α）で、かつ、比較的近い位置までを含む図中の無地の範囲である。尚、図２においては、車両Ｃ１が、車線Ｌ１乃至Ｌ３のうちの車線Ｌ２を図中の下方向に走行している状態が示されている。
【００５１】
次に、受信部１２の構成について説明する。
【００５２】
受信部１２は、アンテナ５１−１，５１−２、加算部５２、減算部５３、LNA（Low Noise Amplifier）５４−１，５４−２、混合器５５−１，５５−２、振分部５６，５７、LPF（Low Pass Filter）５８−１乃至５８−３、増幅部５９−１，５９−２、およびADC（Analog Digital Converter）６０−１乃至６０−３から構成されている。
【００５３】
アンテナ５１−１，５１−２は、送信部１１のアンテナ３６より照射された送信信号としての電波のうち、車両、または、人間などの物体に反射してくる電波を順次して受信し、受信した電波に対応する信号をそれぞれ加算部５２および減算部５３に供給する。尚、上述したように送信信号は、周波数ｆ１，ｆ２が順次切り替えられて送信されるが、物体が移動している場合、反射によって、周波数ｆ１，ｆ２に対応して、ドップラ周波数ｆｄ１，ｆｄ２が発生することになる。このため、アンテナ５１−１，５１−２により受信される電波は、周波数ｆ１＋ｆｄ１のＣＷ信号に対応するものと、周波数ｆ２＋ｆｄ２のＣＷ信号に対応するものとが、送信信号におけるｆ１，ｆ２周波数の切替タイミングど同期して、順次切り替えられて受信されることになる。また、送信部１１および受信部１２の構成を含むレーダ装置１は、一体のパッケージとして構成され、車両の後部略中央部に搭載されるものであり、車両の大きさからみて、アンテナ５１−１，５１−２と、アンテナ３６とは、実質的に略同位置に配置されるものである。このため、アンテナ５１−１，５１−２は、アンテナ３６で出力された送信信号としての電波のうち、物体により反射され、略同一の位置に反射されて戻ってくる電波を受信する。
【００５４】
加算部５２は、アンテナ５１−１，５１−２より供給されてくる信号を加算して、ｆ１和信号（周波数ｆ１のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ１を含む周波数（ｆ１＋ｆｄ１）の和信号）、およびｆ２和信号（周波数ｆ２のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ２を含む周波数（ｆ２＋ｆｄ２）の和信号）としてLNA５４−１に供給する。減算部５３は、アンテナ５１−１，５１−２より供給されてくる信号を減算して、差信号（周波数ｆ１のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ１を含む周波数（ｆ１＋ｆｄ１）の差信号）、およびｆ２差信号（周波数ｆ２のＣＷ信号が反射することにより受信されたドップラ周波数ｆｄ２を含む周波数（ｆ２＋ｆｄ２）の差信号）としてLNA５４−１に供給する。
【００５５】
LNA５４−１，５４−２は、それぞれ加算部５２および減算部５３より供給されてくるｆ１和信号またはｆ２和信号、およびｆ１差信号、またはｆ２差信号を、それぞれ後段の混合器５５−１，５５−２に３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号のレベルと同程度にまで増幅し、混合器５５−１，５５−２に供給する。
【００５６】
混合器５５−１，５５−２は、送信部１１の３分岐部３４より供給されてくる周波数ｆ１またはｆ２のＣＷ信号と、LNA５４−１，５４−２のそれぞれから供給されてくるｆ１和信号およびｆ１差信号、または、ｆ２和信号およびｆ２差信号とを混合し、それぞれ振分部５６，５７に供給する。尚、ｆ１和信号およびｆ１差信号が、周波数ｆ１のＣＷ信号と混合された信号については、それぞれｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号と称するものとし、ｆ２和信号およびｆ２差信号が、周波数ｆ２のＣＷ信号と混合された信号については、それぞれｆｄ２和信号およびｆｄ２差信号と称するものとする。
【００５７】
振分部５６は、混合器５５−１より供給されてくる信号を、切替信号に対応して、LPF５８−１，５８−２に周波数ごとに、それぞれｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号として振り分けて出力する。振分部５７は、それぞれ混合器５５−２より供給されてくるｆｄ１差信号、およびｆｄ２差信号のうち、切替信号に対応して、ｆｄ１差信号のみをLPF５８−３に振り分けて出力する。
【００５８】
LPF５８−１乃至５８−３は、それぞれ振分部５６，５７より供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を平滑化した後、増幅部５９−１乃至５９−３に供給する。増幅部５９−１乃至５９−３は、それぞれLPF５８−１乃至５８−３より供給されてきたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、および、ｆｄ１差信号を増幅して、ADC６０−１乃至６０−３に供給する。ADC６０−１乃至６０−３は、平滑化されて、さらに増幅されたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、デジタル信号に変換し、受信信号として、それぞれ衝突予備動作用信号制御部１３、および車線変更警告用信号処理部１５に供給する。
【００５９】
次に、衝突予備動作用信号処理部１３の構成について説明する。
【００６０】
衝突予備動作用信号処理部１３は、FFT（Fast Fourier transform：高速フーリエ変換部）７１−１乃至７１−３、衝突判定用FFTタイミング制御部７２、ドップラ周波数算出部７３、距離算出部７４、角度算出部７５、衝突判定部７６より構成されている。
【００６１】
FFT７１−１乃至７１−３は、衝突判定用FFTタイミング制御部７２からの制御信号に基づいて、受信部１２より受信信号としてそれぞれに供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を順次サンプリングして、FFT処理し、FFT７１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部７４および角度算出部７５に供給し、FFT７１−２は、ｆｄ２和信号のスペクトル結果から得られる結果をドップラ周波数算出部７３、および距離算出部７４に供給し、FFT７１−３が、ｆｄ１差分信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部７５に供給する。
【００６２】
衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、内蔵するカウンタ７２ａを所定時間ごとに加算し、所定時間Ｔ１が経過したところで、FFT７１−１乃至７１−３に対してFFT処理を実行するように指示する。
【００６３】
ドップラ周波数算出部７３は、FFT７１−２より供給されてくるｆｄ２和信号のスペクトル結果に基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を算出すると共に、求められたドップラ周波数ｆｄ２から検出物体の速度ｖ１を算出し、距離算出部７４、角度算出部７５、および衝突判定部７６に供給する。
【００６４】
距離算出部７４は、FFT７１−１，７１−２より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２差信号、並びにドップラ周波数算出部７３より供給されてくる速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号とｆｄ２差信号との位相差の情報から、物体までの距離Ｄ１を算出し、衝突判定部７６に供給する。
【００６５】
角度算出部７５は、FFT７１−１からのｆｄ１和信号とFFT７１−３からのｆｄ１差信号、並びに速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号とｆｄ１差信号との強度比から物体の存在する位置の角度θ１を算出し、衝突判定部７６に供給する。
【００６６】
衝突判定部７６は、速度判定部７６ａを制御して、ドップラ周波数算出部７３より供給されてきた速度ｖ１が所定速度Ｖ１以上であるか否かを判定させる。衝突判定部７６は、速度ｖ１が所定速度Ｖ１より高速である場合、範囲判定部７６ｂを制御して、距離Ｄ１、および角度θ１に基づいて、衝突の可能性のある所定範囲内に車両が存在するか否かを判定させる。そして、衝突判定部７６は、範囲判定部７６により所定範囲内に車両が存在すると判定された場合、衝突の可能性があると判定し、衝突予備動作指示部７６ｃを制御して、衝突予備動作制御部１４に対して、衝突予備動作を実行させる。
【００６７】
次に、車線変更警告用信号処理部１５の構成について説明する。
【００６８】
車線変更警告用信号処理部１５は、FFT９１−１乃至９１−３、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２、ドップラ周波数算出部９３、距離算出部９４、角度算出部９５、車線変更警告判定部９６より構成されている。
【００６９】
FFT９１−１乃至９１−３は、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２からの制御信号に基づいて、受信部１２より受信信号としてそれぞれに供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を順次サンプリングして、FFT処理し、FFT９１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部９４および角度算出部９５に供給し、FFT９１−２が、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部９３、および距離算出部９４に供給し、FFT９１−３が、ｆｄ１差分信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部９５に供給する。
【００７０】
車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、内蔵するカウンタ９２ａを所定時間ごとに加算し、所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）が経過したところで、FFT９１−１乃至９１−３に対してFFT処理を実行するように指示する。ここで、所定時間Ｔ２は、所定時間Ｔ１よりも長い時間が設定されており、FFT９１−１乃至９１−３によるFFT処理は、FFT７１−１乃至７１−３によるFFT処理よりもサンプリング時間が長くなるように設定されている。
【００７１】
ドップラ周波数算出部９３は、FFT９１−２より供給されてくるｆｄ２和信号に基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を算出すると共に、求められたドップラ周波数ｆｄ２から検出物体の速度ｖ２を算出し、距離算出部９４、角度算出部９５、および車線変更警告判定部９６に供給する。
【００７２】
距離算出部９４は、FFT９１−１，９１−２より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにドップラ周波数算出部９３より供給されてくる速度ｖ２に基づいて、ｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号の位相差の情報から、物体までの距離Ｄ２を算出し、車線変更警告判定部９６に供給する。
【００７３】
角度算出部９５は、FFT９１−１，９１−３より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号、並びに速度ｖ２に基づいて、ｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号の強度比から、物体の存在する位置の角度θ２を算出し、車線変更警告判定部９６に供給する。
【００７４】
車線変更警告判定部９６は、速度判定部９６ａを制御して、ドップラ周波数算出部９３より供給されてきた速度ｖ２が所定速度ＶａまたはＶｂ（＜Ｖａ）以上であるか否かを判定させる。車線変更警告判定部９６は、速度ｖ２が所定速度ＶａまたはＶｂ（＜Ｖａ）より高速である場合、範囲判定部９６ｂを制御して、距離Ｄ２、および角度θ２に基づいて、速度対範囲テーブル９６ｄに、所定速度Ｖａ＜ｖ２、または、Ｖａ＞ｖ２＞Ｖｂのそれぞれに対応して予め記憶されている警告範囲Ｗ１、または、警告範囲Ｗ２（警告範囲Ｗ１より近傍の狭い範囲）内で、物体が存在するか否かを判定させる。そして、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂにより警告範囲Ｗ１またはＷ２内に物体が存在すると判定した場合、車線変更に危険の可能性があるとみなし、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実行させる。
【００７５】
また、車線変更警告判定部９６は、速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２を記憶するデータ記憶部９６ｃを備えている。例えば、直前まで警告範囲内に車両が存在すると判定されていたが、車両の存在が検出されていない状態に切り替わった場合、車線変更警告判定部９６は、推定部９６ｅを制御して、データ記憶部９６ｃに記憶されている速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２に基づいて、受信信号では検出できない範囲であって、警告範囲を含む範囲である、いわゆるブラインドスポットにおける車両の存在位置を推定させ、再び範囲判定部９６ｂを制御して、警告範囲に存在するか否かを判定させる。この際、推定されたブラインドスポット内の存在位置に基づいて、車両が所定範囲に存在すると判定された場合、車線変更警告判定部９６は、ブラインドスポットタイミング判定部９６ｇを制御して、ブラインドスポットに入ったと推定される最後に検出されたタイミングから所定時間以上経過しているか否か、すなわち、ブラインドスポットに入ってから所定時間経過したか否かを判定させ、所定時間が経過していないければ、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作を実行させる。一方、ブラインドスポットに入ってから所定時間以上経過していた場合、車線変更警告判定部９６は、警告範囲から離脱したものとみなし、車線変更警告動作を停止させる（車線変更警告動作をさせない）。
【００７６】
次に、図３のフローチャートを参照して、図１のレーダ装置１による物体の計測処理について説明する。
【００７７】
ステップＳ１において、発振部３１は、周波数切替部３２からの切替信号に基づいて、ｆ１周波数のＣＷ信号、または、ｆ２周波数のＣＷ信号のいずれかを発振し、増幅部３３で増幅させて３分岐部３４に出力させる。このとき、周波数切替部３２は、同一の切替信号を受信部１２にも供給する。
【００７８】
ステップＳ２において、３分岐部３４は、増幅部３３より供給されてきたｆ１周波数のＣＷ信号、または、ｆ２周波数のＣＷ信号のいずれかのＣＷ信号を分岐して、受信部１２および増幅部３５にそれぞれ供給する。そして、増幅部３５は、３分岐部３４より供給されてきたｆ１周波数のＣＷ信号、または、ｆ２周波数のＣＷ信号のいずれかのＣＷ信号をアンテナ３６より電波を出力することにより、送信信号として送信する。このとき、アンテナ３６より送信された送信信号としての電波は、例えば、図２で示されるような強度分布で出力される。尚、図２における範囲Ｚ１，Ｚ２−１，Ｚ２−２からなる形状は、厳密なものである必要はなく、概ね同様の形状となるような強度分布となるように送信されれば良いものである。
【００７９】
ステップＳ２の処理により出力された電波としての送信信号は、図２で示される強度分布により出力されるため、範囲Ｚ１，Ｚ２−１，Ｚ２−２から構成される範囲に物体（車両）が存在する場合、その物体により反射される。すなわち、送信信号は、上述の通り、図４の上部で示されるように、アンテナＡ（図４では、アンテナ３６，５１−１，５１−２を一体化したものとし簡略化して表現している）より順次周波数ｆ１およびｆ２のＣＷ信号が切り替えられて出力される。このため、物体である車両Ｃ１で反射されると、それぞれの周波数のＣＷ信号に対応してドップラ周波数ｆｄ１またはｆｄ２が発生することにより、図４の下部で示されるように、順次周波数ｆ１＋ｆｄ１、または、ｆ２＋ｆｄ２のＣＷ信号として反射され、この反射波となる電波が受信されることになる。
【００８０】
そこで、ステップＳ３において、アンテナ５１−１，５１−２は、反射されてくる電波を受信し、受信した電波に対応する信号を加算部５２、および減算部５３にそれぞれ供給する。
【００８１】
ステップＳ４において、加算部５２は、アンテナ５１−１，５１−２より供給されてきた受信信号を相互に加算してｆ１和信号またはｆ２和信号を生成し、LNA５４−１に出力し、所定の電圧まで増幅して混合器５５−１に出力させる。
【００８２】
ステップＳ５において、減算部５３は、アンテナ５１−１，５１−２より供給されてきた受信信号を相互に減算してｆ１差信号、またはｆ２差信号を生成し、LNA５４−２に出力し、所定の電圧まで増幅して混合器５５−２に出力させる。
【００８３】
ステップＳ６において、混合器５５−１は、送信部１１の３分岐部３４より供給されてくる送信信号と、和信号とを混合し、和信号の混合信号として振分部５６に出力する。また、混合器５５−２は、送信部１１の３分岐部３４より供給されてくる送信信号と、差信号とを混合し、差信号の混合信号として振分部５７に出力する。
【００８４】
尚、このステップＳ２乃至Ｓ６の処理は、フローチャートの表記として異なるタイミングで処理されるものとされているが、実際の処理は、ほぼ同時に処理されており、実質的に並列処理されているものである。
【００８５】
ステップＳ７において、振分部５６は、送信部１１の周波数切替部３２よりステップＳ１１の処理で供給されてくる切替信号が、周波数ｆ１に対応する切替信号のとき、対応する和信号であるｆｄ１和信号をLPF５８−１に供給し、切替信号が、周波数ｆ２に対応する切替信号のとき、対応する和信号であるｆｄ２和信号をLPF５８−２に供給する。また、振分部５７は、送信部１１の周波数切替部３２よりステップＳ１１の処理で供給されてくる切替信号が、周波数ｆ１に対応する切替信号のときのみ、対応する差信号であるｆｄ１差信号をLPF５８−３に供給する。
【００８６】
すなわち、図５の左上段で示されるように、周波数切替部３２が、切替信号として、周波数ｆ１のときHiを、周波数ｆ２のときLowを出力する場合、図５の左中段で示されるように、振分部５６には、切替信号に対応して、混合器５５−１より周波数ｆ１に対応する和信号であるｆｄ１和信号、および周波数ｆ２に対応する和信号であるｆｄ２和信号が交互に順次供給されてくる。このとき、振分部５６は、切替信号が周波数ｆ１に対応するHiのとき、図５の右上段で示されるように、ｆｄ１和信号をLPF５８−１に供給し、切替信号が周波数ｆ２に対応するLowのとき、図５の右中段で示されるように、ｆｄ２和信号をLPF５８−２に供給する。
【００８７】
また、図５の左上段で示されるように、周波数切替部３２が、切替信号として、周波数ｆ１のときHiを、周波数ｆ２のときLowを出力する場合、図５の左下段で示されるように、振分部５７には、切替信号に対応して、混合器５５−２より周波数ｆ１に対応する差信号であるｆｄ１差信号、および周波数ｆ２に対応する差信号であるｆｄ２差信号が交互に順次供給されてくる。このとき、振分部５７は、切替信号が周波数ｆ１に対応するHiのときのみ、図５の右下段で示されるように、ｆｄ１差信号をLPF５８−３に供給する。
【００８８】
ステップＳ８において、LPF５８−１乃至５８−３は、順次振分部５６，５７より供給されてくるｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、それぞれ平滑化して増幅部５９−１乃至５９−３に供給する。増幅部５９−１乃至５９−３は、供給されてきたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号を、それぞれ増幅し、ADC６０−１乃至６０−３に供給する。ADC６０−１乃至６０−３は、平滑化され、さらに増幅されたｆｄ１和信号、ｆｄ２和信号、およびｆｄ１差信号をデジタル信号に変換し、ステップＳ９において、衝突予備動作用信号処理部１３および車線変更警告用信号処理部１５に分配して受信信号として供給する。
【００８９】
ステップＳ１０において、周波数切替部３２は、今現在出力している周波数ｆ１、またはｆ２のいずれかのＣＷ信号に切り替えてから所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないと判定された場合、処理は、ステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ１０において、所定時間が経過していると判定された場合、ステップＳ１１において、周波数切替部３２は、切替信号を切り替えて、すなわち、それまでに出力していた周波数とは別の周波数に切り替えて、発振部３１にＣＷ信号を発振させる。
【００９０】
以上の処理を纏めると以下のようになる。ステップＳ２の処理において、例えば、送信部１１のアンテナ３６より出力される電波が、以下の式（１）で表されるものとすると、アンテナ５１−１，５１−２で受信される電波は、以下の式（２），式（３）として表される。
【００９１】
【数１】
【００９２】
【数２】
【００９３】
【数３】
【００９４】
ここで、Ｔｉは、送信電波を、Ｒｘ１，Ｒｘ２は、それぞれアンテナ５１−１，５１−２の電波を、Ａ，Ｂは、それぞれ送信電波および受信電波の強度を、ｄは物体までの距離を、ｖはレーダ装置１を搭載した車両と、送信信号としての電波を反射する物体としての車両Ｃ１との相対速度を、ｆｉは送信された電波の周波数（ｉ＝１のとき周波数ｆ１、ｉ＝２のとき周波数ｆ２）を、ｃは光速を、Ｌは、例えば、図６で示されるアンテナ５１−１，５１−２間の距離を、θは図６で示されるアンテナ５１−１，５１−２間の中心から物体Ｃ１の角度（到来角）を、それぞれ表している。また、式（３）における括弧内の第３項のLsin(θ)は、図６で示されるように、アンテナ５１−１，５１−２の双方に到達する電波の経路差を示すものである。したがって、車両Ｃ１から受信される電波のアンテナ５１−１，５１−２への経路は平行であるものとすれば、アンテナ５１−１，５１−２の双方で受信される受信信号には、経路差Lsin(θ)分に相当する位相差が生じていることになる。
【００９５】
そこで、ステップＳ４の処理においては、加算部５２が、式（２），式（３）で示されるアンテナ５１−１，５１−２で受信される電波の信号を加算することにより、以下の式（４）で示される和信号Raddを生成する。式（４）においては、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が、振幅として表されている。すなわち、式（４）においては、2Bcos（π・Lsin(θ)・fi／c）の項により、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が振幅として表されている。
【００９６】
【数４】
【００９７】
また、ステップＳ５の処理においては、減算部５３が、式（２），式（３）で示されるアンテナ５１−１，５１−２の受信電波に対応する信号を減算することにより、以下の式（５）で示される差信号Rsubを生成する。式（５）においては、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が、振幅として表される。すなわち、式（５）においては、2Bsin（π・Lsin(θ)・fi／c）の項により、経路差Lsin(θ)により生じる位相差の情報が振幅として表されている。
【００９８】
【数５】
【００９９】
そして、ステップＳ６の処理により、混合器５５−１、５５−２が、式（４），式（５）で表される和信号Raddおよび差信号Rsubを、それぞれ送信信号と混合することにより、以下の式（６），式（７）で示される和信号の混合信号Radd_dおよび差信号の混合信号Rsub_dが求められる。
【０１００】
【数６】
【０１０１】
【数７】
【０１０２】
この和信号の混合信号Radd_dが、図５における周波数ｆ１またはｆ２に対応するｆｄ１和信号またはｆｄ２和信号であり、差信号の混合信号Rsub_dが、図５における周波数ｆ１に対応するｆｄ１差信号である。
【０１０３】
すなわち、以上の処理により、式（６），式（７）で表されるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号が、周波数ｆ１またはｆ２の切替信号に同期して、図５で示されるように、それぞれLPF５８−１乃至５８−３に供給される。そして、ステップＳ９の処理により、LPF５８−１乃至５８−３は、離散的に供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号を、それぞれに平滑化することにより連続的な値に変換し、増幅部５９−１乃至５９−３に供給する。増幅部５９−１乃至５９−３は、それぞれを増幅して、ADC６０−１乃至６０−３に供給する。さらに、ADC６０−１乃至６０−３がデジタル信号に変換して、衝突予備動作用信号処理部１３、および車線変更警告用信号処理部１５に、それぞれ３種類の受信信号（平滑化されて連続的なデジタル信号にされたｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号）として供給される。
【０１０４】
次に、図７のフローチャートを参照して、衝突予備動作用信号処理について説明する。
【０１０５】
ステップＳ２１において、衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、衝突判定用FFTタイミング計測用のカウンタ７２ａのカウント値Ｘを初期化してカウントを開始する。
【０１０６】
ステップＳ２２において、FFT７１−１乃至７１−３は、受信部１２より供給されてくるデジタル信号からなるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号を取得し、順次記憶し、サンプリングする。
【０１０７】
ステップＳ２３において、衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、カウンタ７２ａのカウント値Ｘが所定の時間Ｔ１を超えているか否か、すなわち、所定のサンプリング時間を超えているか否かを判定する。尚、この時間Ｔ１は、衝突を判定し、衝突が判定された場合には、衝突に対応するための予備動作を実行させる必要があるため、比較的短い時間とする必要があり、特に後述する車線変更警告用信号処理のサンプリング時間より短い時間である。
【０１０８】
ステップＳ２３において、カウント値Ｘが所定の時間Ｔ１よりも大きくないと判定された場合、処理は、ステップＳ２２に戻る。すなわち、所定の時間Ｔが経過するまで、ステップＳ２２，Ｓ２３の処理が繰り返され、サンプリングが継続される。
【０１０９】
ステップＳ２３において、例えば、カウント値Ｘが所定の時間Ｔ１よりも大きいと判定され、サンプリングを終了して処理を開始するタイミングに到達したと判定された場合、ステップＳ２４において、衝突判定用FFTタイミング制御部７２は、FFT７１−１乃至７１−３に対してFFTの処理を実行させる。この指示を受けて、FFT７１−１乃至７１−３は、それぞれサンプリングしたデータに基づいて、FFTを掛けて、FFT７１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部７４に供給する。また、FFT７１−２が、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部７３、および距離算出部７４に供給する。さらに、FFT７１−３が、ｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部７５に供給する。
【０１１０】
ステップＳ２５において、ドップラ周波数算出部７３は、ｆｄ２和信号のスペクトルに基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を求め、さらに、ドップラ周波数ｆｄ２より、物体の速度ｖ１を算出し、距離算出部７４、角度算出部７５、および衝突判定部７６に出力する。すなわち、ドップラ周波数ｆｄ２と物体の速度ｖとの関係は、以下の式（８）で示される関係となる。ここで、ｖは、速度を、ｆｉ（ｉ＝１or２）は、ＣＷ信号の周波数、ｃは、光速である。したがって、ドップラ周波数算出部７３は、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から求められたドップラ周波数ｆｄ２に基づいて、式（８）を変形して速度ｖを速度ｖ１として算出する。
【０１１１】
【数８】
【０１１２】
ステップＳ２６において、距離算出部７４は、FFT７１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、および、FFT７１−２より供給されてくるｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに、速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号とｆｄ２和信号との位相差から物体までの距離Ｄ１を算出し、衝突判定部７６に供給する。
【０１１３】
すなわち、周波数ｆ１が数１０ＧＨｚであるのに対して、周波数ｆ２は、周波数ｆ１と数ＭＨｚの周波数差でしかないため、ドップラ周波数ｆｄ１，ｆｄ２は、いずれも２ｖｆ１／ｃ，２ｖｆ２／ｃで表されるが、いずれも同一であるものとして考えることができる。
【０１１４】
また、上述した式（６），式（７）で表される和信号の混合信号Radd_dと、差信号の混合信号Rsub_dとの位相差Δφは、以下の式（９）で表される。ここで、周波数ｆ１，ｆ２の周波数差をΔｆとすれば、物体の距離ｄは、以下の式（１０）で表される。
【０１１５】
【数９】
【０１１６】
【数１０】
【０１１７】
そこで、ステップＳ２６において、距離算出部７４は、上述した式（１０）を用いて、物体までの距離ｄを距離Ｄ１として計算する。
【０１１８】
ステップＳ２７において、角度算出部７５は、FFT７１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、およびｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに速度ｖ１に基づいて、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果とｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果との比率から物体の存在する位置の角度θ１（図６の到来角θに相当する）を算出する。すなわち、上述した式（６），式（７）で表される和信号の混合信号Radd_dと、差信号の混合信号Rsub_dとにおける振幅Aadd，Asubは、それぞれ以下の式（１１），式（１２）で表される。
【０１１９】
【数１１】
【０１２０】
【数１２】
【０１２１】
ここで、図６における到来角θは、以下の式（１３）で示されるように表される。
【０１２２】
【数１３】
【０１２３】
角度算出部７５は、上述した式（１３）を用いて、角度θを角度θ１として算出し、衝突判定部７６に供給する。
【０１２４】
以上の処理により、この時点で衝突判定部７６には、検出された物体の速度ｖ１、距離Ｄ１、および角度θ１が供給されていることになる。
【０１２５】
そこで、ステップＳ２８において、衝突判定部７６は、速度判定部７６ａを制御して、供給されてきた速度ｖ１が、所定の速度Ｖ１よりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度ｖ１が、所定の速度Ｖ１よりも高速ではないと判定された場合、衝突の可能性はないものとみなし、処理は、ステップＳ２１に戻る。
【０１２６】
一方、ステップＳ２８において、速度ｖ１が、所定の速度Ｖ１よりも高速であると判定された場合、ステップＳ２９において、衝突判定部７６は、範囲判定部７６ｂを制御して、検出された物体の距離Ｄ１と角度θ１とに基づいて、物体の存在する位置を求め、衝突の可能性が高い所定の範囲内、すなわち、図２で示される範囲Ｚ１のうち、所定の距離以内の範囲内に存在するのか否かを判定させる。ステップＳ２９において、例えば、衝突の可能性が高い所定の範囲内に存在しない場合、衝突の可能性はないものとみなし、処理は、ステップＳ２１に戻る。尚、この衝突の可能性が高い所定の範囲は、速度ｖ１に対応して設定するようにしても良い。
【０１２７】
一方、ステップＳ２９において、衝突の可能性が高い所定の範囲内に存在すると判定された場合、ステップＳ３０において、衝突判定部７６は、衝突予備動作指示部７６ｃを制御して、衝突予備動作制御部１４に対して、衝突予備動作を実施するように指示させる。
【０１２８】
この処理に応じて、ステップＳ３１において、衝突予備動作制御部１４は、衝突に備えて、例えば、警告音声を発することで衝突の発生を警告すると共に、シートベルトを引き上げて、乗員を座席に固定させ、いわゆる鞭打ち症などの発生を抑止したり、衝突前に適切なタイミングでエアバッグを動作させて衝突時の衝撃を吸収したり、さらには、可動式ヘッドレストを頭部に押し当てるなどして、乗員の衝突時の頭部への反動による衝撃を抑制させるといった動作を実施する。
【０１２９】
以上の処理により、比較的短いサンプリング時間で衝突の有無を判定し、衝突の可能性があると判定された場合、衝突に備えた予備動作を実施することが可能となるので、乗員の衝突時の安全性を向上させることができる。また、図２を参照して、上述したように、範囲Ｚ１の範囲は、強い電波を送信信号として出力することにより、比較的遠くまで検出範囲として設定されているため、物体として検出される車両が検出される程接近しているような場合、接近に伴って、受信される受信信号も強い電波として受信されることになるため、サンプリング時間が短くても、比較的条件のよいデータをサンプリングして利用することができ、自車への衝突の有無を高精度で検出することが可能となる。
【０１３０】
次に、図８のフローチャートを参照して、車線変更警告用信号処理について説明する。
【０１３１】
ステップＳ４１において、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、車線変更警告用FFTタイミング計測用のカウンタ９２ａのカウント値Ｙを初期化してカウントを開始する。
【０１３２】
ステップＳ４２において、FFT９１−１乃至９１−３は、受信部１２より供給されてくるｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号、並びにｆｄ１差信号を取得し、順次記憶し、サンプリングする。
【０１３３】
ステップＳ４３において、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、カウンタ９２ａのカウント値Ｙが所定の時間Ｔ２を超えているか否か、すなわち、所定のサンプリング時間を超えているか否かを判定する。尚、この時間Ｔ２は、車線変更時の危険の有無を判定し、車線変更の危険があると判定された場合には、車線変更に対する警告を実行させる必要があるためのものであり、運転者の危険回避動作が行えるものであればよいので、衝突時の予備動作に比べて求められる時間が長くてもよいため、衝突の有無を判定する処理に用いられたサンプリング時間である時間Ｔ１よりも、比較的長い時間とすることができる。
【０１３４】
ステップＳ４３において、カウント値Ｙが所定の時間Ｔ２よりも大きくないと判定された場合、処理は、ステップＳ４２に戻る。すなわち、所定の時間Ｔ２が経過するまで、ステップＳ４２，Ｓ４３の処理が繰り返される。
【０１３５】
ステップＳ４３において、例えば、カウント値Ｙが所定の時間Ｔ２よりも大きいと判定され、サンプリングを終了して、処理を開始するタイミングに到達したと判定された場合、ステップＳ４４において、車線変更警告用FFTタイミング制御部９２は、FFT９１−１乃至９１−３に対してFFTの処理を実行させる。この指示を受けて、FFT９１−１乃至９１−３は、それぞれサンプリングしたデータに基づいて、FFTを掛けて、FFT９１−１が、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果を距離算出部９４に供給する。また、FFT９１−２が、ｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果をドップラ周波数算出部９３、および距離算出部９４に供給する。さらに、FFT９１−３が、ｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果を角度算出部９５に供給する。
【０１３６】
ステップＳ４５において、ドップラ周波数算出部９３は、ｆｄ２和信号のスペクトルから得られる結果に基づいて、ドップラ周波数ｆｄ２を求め、さらに、ドップラ周波数ｆｄ２より、物体の速度ｖ２を算出し、距離算出部９４、角度算出部９５、および車線変更警告判定部９６に出力する。尚、ドップラ周波数算出部９３、距離算出部９４、および角度算出部９５における処理は、実質的に、上述したドップラ周波数算出部７３、距離算出部７４、および角度算出部７５における処理と同様であるので、以降においても、その説明は、適宜省略するものとする。
【０１３７】
ステップＳ４６において、距離算出部９４は、FFT９１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、および、FFT９１−２より供給されてくるｆｄ２和信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに、速度ｖ２に基づいて、物体までの距離Ｄ２を算出し、車線変更警告判定部９６に供給する。
【０１３８】
ステップＳ４７において、角度算出部９５は、FFT９１−１より供給されてくるｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果、およびｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果、並びに速度ｖ２に基づいて、ｆｄ１和信号のスペクトル分布から得られる結果とｆｄ１差信号のスペクトル分布から得られる結果との比率から物体の存在する位置の角度θ２（図６の到来角θに相当する）を算出する。
【０１３９】
以上の処理により、この時点で車線変更警告判定部９６には、検出された物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２が供給されていることになる。
【０１４０】
ステップＳ４８において、車線変更警告判定部９６は、この検出された物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２を検出した時刻情報と対応付けてデータ記憶部９６ｃに順次記憶させる。尚、データ記憶部９６ｃに記憶される物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２は、直近の数秒分を記憶すればよく、データ記憶部９６ｃに記憶される情報が、所定時間分以上となる場合、最新のデータが最も古いデータの記録領域に上書きされて記録される。
【０１４１】
ステップＳ４９において、車線変更警告判定部９６は、速度判定部９６ａを制御して、供給されてきた速度ｖ２が、所定の速度Ｖａよりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度ｖ２が、所定の速度Ｖａよりも高速であると判定した場合、処理は、ステップＳ５０に進む。
【０１４２】
ステップＳ５０において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、速度ｖ２（＞Ｖａ）に応じた警告範囲Ｗ１を速度対範囲テーブル９６ｄより読み出させる。
【０１４３】
ステップＳ５１において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、検出された物体の距離Ｄ２と角度θ２とに基づいて、物体の存在する位置を求め、警告範囲Ｗ１内に存在するのか否かを判定させる。ステップＳ５１において、例えば、図９で示されるように、レーダ装置１が車両Ｃ１の後部に搭載され、太線で示される警告範囲Ｗ１内に車両Ｃ１３が存在するような場合、車線変更が危険であるものとみなし、ステップＳ５２において、車線変更警告判定部９６は、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。尚、図９における警告範囲Ｗ１は、車両Ｃ１が図中の車線Ｌ２を下方向に走行中であるとき、車両Ｃ１の運転席横付近の位置（目視により車線変更しようとする車線に存在する車両を確認できる位置）から後方に距離Ｎ１の範囲である。尚、図示しないが、当然のことながら、同様に、警告範囲は、車線Ｌ３側にも同様に設定されている。
【０１４４】
ステップＳ５３において、車線変更警告動作制御部１６は、ステップＳ５２における車線変更警告判定部９６からの指示に応じて、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように座席を振動させるなどすることにより、車線変更を実施すると危険であることを警告する。
【０１４５】
一方、ステップＳ４９において、例えば、速度ｖ２が、所定の速度Ｖａよりも高速ではないと判定した場合、ステップＳ５４において、車線変更警告判定部９６は、速度判定部９６ａを制御して、供給されてきた速度ｖ２が、所定の速度Ｖｂ（＜Ｖａ）よりも高速であるか否かを判定させる。例えば、速度ｖ２が、所定の速度Ｖｂよりも高速であると判定された場合、処理は、ステップＳ５５に進む。
【０１４６】
ステップＳ５５において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、速度ｖ２（＞Ｖｂ）に応じた警告範囲Ｗ２を速度対範囲テーブル９６ｄより読み出させる。
【０１４７】
ステップＳ５６において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、検出された物体の距離Ｄ２と角度θ２とに基づいて、物体の存在する位置を求め、警告範囲Ｗ２内に存在するのか否かを判定させる。ステップＳ５６において、例えば、図９で示されるように、レーダ装置１が車両Ｃ１の後部に搭載され、点線で示される警告範囲Ｗ２内に車両Ｃ１２が存在するような場合、車線変更が危険であるものとみなし、ステップＳ５２において、車線変更警告判定部９６は、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。尚、図９における警告範囲Ｗ２は、車両Ｃ１が図中の車線Ｌ２を下方向に走行中であるとき、車両Ｃ１の運転席横付近の位置（目視により車線変更しようとする車線に存在する車両を確認できる位置）から後方に距離Ｎ２（＜Ｎ１）の範囲である。尚、図示しないが、当然のことながら、同様に、警告範囲は、車線Ｌ３側にも同様に設定されている。
【０１４８】
また、ステップＳ５１において、物体の位置が警告範囲Ｗ１内ではないと判定された場合、ステップＳ５４において、速度ｖ２が速度Ｖｂよりも高速ではないと判定された場合、または、ステップＳ５６において、物体の位置が警告範囲Ｗ２内ではないと判定された場合、いずれにおいても、ステップＳ５２，Ｓ５３の処理がスキップされて、処理は、ステップＳ５７に進む。
【０１４９】
すなわち、範囲判定部９６ｂは、物体として検出された車両の速度ｖ２の大きさに応じて、予め速度対範囲テーブル９６ｄに格納されている警告範囲を切り替える。このため、検出された車両の相対速度ｖ２が低速であれば、車両Ｃ１に対して比較的近い範囲からなる警告範囲Ｗ２を設定することで、ある程度接近してから警告を発するようにさせることができ、逆に、検出された車両の相対速度ｖ２が高速であれば、車両Ｃ１に対して比較的遠い範囲を含む警告範囲Ｗ１を設定することで、ある程度離れた位置からでも警告を発するようにさせることができる。このように、警告範囲を速度に応じて設定することにより、不要な警告の発報を抑制し、相対速度に応じ適切な車線変更の警告を発することが可能となる。
【０１５０】
尚、以上においては、警告範囲は、速度ｖ２に対する閾値により２つの警告範囲が設定される例について説明してきたが、それ以上の閾値を設けて、さらに多く警告範囲を設定するようにしても良い。また、予め速度対範囲テーブル９６ｄに、速度に対応した警告範囲の情報が記憶される例について説明してきたが、例えば、速度に応じて、演算により警告範囲をシームレスに設定できるようにしても良い。
【０１５１】
ステップＳ５７において、車線変更警告判定部９６は、データ記憶部９６ｃを参照して、所定時間だけ直前までの間に車両（物体）が検出されていたか否かを判定する。ステップＳ５７において、例えば、データ記憶部９６ｃに記憶されている物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２の情報のうち、時刻として直近の所定時間内に存在するデータが存在する場合、ステップＳ５８において、車線変更警告判定部９６は、推定部９６ｅを制御して、データ記憶部９６ｃに記憶されている、所定時間内の物体の速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２の情報に基づいて、今現在の物体の位置を算出することにより位置を推定させる。
【０１５２】
ステップＳ５９において、車線変更警告判定部９６は、範囲判定部９６ｂを制御して、推定部９６ｅにより算出された物体の存在する位置の情報に基づいて、警告範囲内に物体が存在するか否かを判定させる。尚、このステップＳ５９の処理については、上述したステップＳ４９乃至Ｓ５１，Ｓ５４乃至Ｓ５６の処理と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１５３】
ステップＳ５９において、推定された位置から警告範囲内に物体が存在すると判定された場合、車線変更警告判定部９６は、ブラインドスポットタイミング判定部９６ｇを制御して、検出物体がブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していないか否かを判定させる。ブラインドスポットとは、レーダ装置１では物体の存在を検出することができない範囲であって、警告範囲を含む範囲である。例えば、図９における車両Ｃ１３が、車線Ｌ１を車両Ｃ１よりも高速で走行しながら移動し、車両Ｃ１２の位置を経てさらに進むと、やがてレーダ装置１で検出できない状態となり（範囲Ｚ２−１から脱した状態となり）、車両Ｃ１１で示されるように、一点鎖線で囲まれたブラインドスポットＢ１内に到達する。ブラインドスポットタイミング判定部９６ｇは、データ記憶部９６ｃに記憶されている時刻情報に対応付けて記憶されている速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２から検出物体がブラインドスポットに入ったと思われるタイミング（最後に検出された時刻情報）を検索し、検索されたブラインドスポットに入ったと思われるタイミングから所定の時間内であるか否かを判定する。
【０１５４】
ステップＳ６０において、検出物体がブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していないと判定された場合、ブラインドスポット内の推定された位置に検出物体が存在するものとみなし、ステップＳ６１において、車線変更警告判定部９６は、警告指示部９６ｆを制御して、車線変更警告動作制御部１６に対して、車線変更警告動作を実施するように指示させる。
【０１５５】
ステップＳ６２において、車線変更警告動作制御部１６は、ステップＳ６１における車線変更警告判定部９６からの指示に応じて、警告音、警告を促す音声指示、または、警告を促すように座席を振動させるなどすることにより、車線変更を実施すると危険であることを警告する。
【０１５６】
一方、ステップＳ５９において、推定された位置から警告範囲内に物体が存在しないと判定された場合、ステップＳ６０乃至Ｓ６２の処理がスキップされて、処理は、ステップＳ４１に戻る。
【０１５７】
また、ステップＳ６０において、ブラインドスポットに入ってから所定時間が経過していると判定された場合、直前まで検出されていた物体が、移動してブラインドスポット内から外れて、警告範囲内に存在しないものとみなし、ステップＳ６１，Ｓ６２の処理がスキップされて、処理は、ステップＳ４１に戻る。
【０１５８】
尚、ステップＳ６０の処理における検出物体がブラインドスポットに入ってからの経過時間については、速度ｖ２に応じた所定時間との比較により、物体がブラインドスポット内に存在するか否かを判定するようにしてもよく、このようにすることで、低速で接近してきた車両については、ブラインドスポット内における考慮時間を長くし、高速で接近してきた車両については、ブラインドスポット内における考慮時間を短くできるので、ブラインドスポットを脱するまでの時間を適正に考慮して、必要とされる警告のみを実施することが可能となる。
【０１５９】
以上の処理により、検出物体が、受信部１２により受信される受信信号では検出できないブラインドスポットに入るようなことがあっても、時刻情報に対応付けて記憶されている速度ｖ２、距離Ｄ２、および角度θ２に基づいて、位置を推定し、推定された位置に基づいて警告範囲内であるか否かを判定することで、車線変更により生じる可能性の高い危険に対して警告することが可能となる。
【０１６０】
結果として、物体が直接検出できる場合には、検出結果から取得される物体の位置と警告範囲との比較により車線変更の危険を認識することができ、物体が直接検出でない場合には、過去の検出結果から推定される物体の位置と警告範囲との比較により車線変更の危険を認識することができるので、ブラインドスポットをカバーするように送信信号を送信するためのアンテナを特に設ける必要がなくなるため、コストを低減することが可能になると共に、レーダ装置全体として、適切に車線変更の危険を警告することが可能となる。
【０１６１】
尚、以上の例においては、警告範囲の設定については、速度ｖ２に対応して設定される例について説明してきたが、例えば、ブラインドスポット内であるか否かに対応付けて警告範囲を設定するようにしても良く、このようにすることで、車線変更を警告する際、実際に物体の存在を検出した位置に基づいて車線変更の警告をしているのか、または、実際に物体の存在を検出していないが、過去の検出結果を用いて推定された位置に基づいて車線変更の警告をしているのかを運転者に提示することができるので、運転者は、車線変更の警告の根拠を認識した上で、車線変更の警告を受けることが可能となる。具体的な提示方法としては、例えば、ドアミラーの付け根などに運転者からのみ視認できる角度で点滅灯を設けて、車線変更の警告時に発光させるような装置を用いる場合、実際に物体の存在を検出しているときの警告は、赤色のランプを点灯させ、実際に物体の存在は検出されていないが過去の検出結果に基づいた推定による警告は、黄色のランプを点灯させるといったものとしてもよい。
【０１６２】
また、当然のことながらブラインドスポットの有無とは無関係に警告範囲を設定するようにしても良く、このようにすることで、ブラインドスポットの範囲とは無関係に、速度ｖ２で適切な警告範囲を設けることが可能となるので、車線変更時の危険を適切に警告することが可能となる。
【０１６３】
さらに、以上においては、検出された物体の速度の算出にあたり、ドップラ周波数ｆｄ２を用いる例について説明してきたが、周波数ｆ１，ｆ２との周波数差は数MHzであるため、ドップラ周波数ｆｄ１を用いて求めるようにしても略同一の速度を求めることができる。また、同様に、以上においては、距離の計算に当たり、ｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号の位相差を用いる例について説明してきたが、ｆｄ１差信号およびｆｄ２差信号の位相差を用いるようにしても良く、例えば、いずれも計測できる構成とし、ｆｄ１和信号およびｆｄ２和信号の信号品質と、ｆｄ１差信号およびｆｄ２差信号の信号品質とを比較した上で、信号品質の高いものを用いて距離を計算するようにし、精度を向上させるようにしても良い。さらに、同様に、以上においては、角度の計算に当たり、ｆｄ１和信号とｆｄ１差信号との比率により求める例について説明してきたが、ｆｄ２和信号とｆｄ２差信号との比率により求めるようにしてもよく、さらには、ｆｄ１和信号およびｆｄ１差信号の信号品質と、ｆｄ２和信号およびｆｄ２差信号の信号品質とを比較し、信号品質の高いものを用いて角度を計算するようにし、精度を向上させるようにしても良い。
【０１６４】
結果として、衝突予備動作を実行させる、いわゆるプリクラッシュ安全装置と、車線変更警告動作を実行させる、いわゆる車線変更支援装置とを共用したレーダ装置を実現することが可能となるので、両機能による安全性を確保すると共に、装置のコストの低減と、小型化を実現することが可能になる。
【０１６５】
以上の如く、本発明によれば、プリクラッシュ安全装置用のレーダと、車線変更支援装置用のレーダとを共通で使用し、コストの低減を図ることが可能となる。
【０１６６】
ところで、上述した一連の監視処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【０１６７】
図１０は、汎用のパーソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１００１を内蔵している。CPU１００１にはバス１００４を介して、入出力インタフェース１００５が接続されている。バス１００４には、ROM(Read Only Memory)１００２およびRAM(Random Access Memory)１００３が接続されている。
【０１６８】
入出力インタフェース１００５には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部１００６、処理操作画面や処理結果の画像を表示デバイスに出力する出力部１００７、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部１００８、LAN（Local Area Network）アダプタなどよりなり、インターネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部１００９が接続されている。また、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１０１１に対してデータを読み書きするドライブ１０１０が接続されている。
【０１６９】
CPU１００１は、ROM１００２に記憶されているプログラム、または磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等のリムーバブルメディア１０１１から読み出されて記憶部１００８にインストールされ、記憶部１００８からRAM１００３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１００３にはまた、CPU１００１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０１７０】
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明を適用したレーダ装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】図１の送信部により照射される電波の強度分布である。
【図３】計測処理を説明するフローチャートである。
【図４】計測処理を説明する図である。
【図５】振分部の動作を説明する図である。
【図６】受信部におけるアンテナの経路差を説明する図である。
【図７】衝突予備動作用信号処理を説明するフローチャートである。
【図８】車線変更警告用信号処理を説明するフローチャートである。
【図９】車線変更警告用信号処理を説明する図である。
【図１０】汎用のパーソナルコンピュータの構成例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１７２】
１ レーダ装置
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ 衝突予備動作用信号処理部
１４ 衝突予備動作制御部
１５ 車線変更警告用信号処理部
１６ 車線変更警告動作制御部
３６ アンテナ
５１−１，５１−２ アンテナ
７１−１乃至７１−３ FFT
７２ 衝突判定用FFTタイミング制御部
７３ ドップラ周波数算出部
７４ 距離算出部
７５ 角度算出部
７６ 衝突判定部
９１−１乃至９１−３ FFT
９２ 車線変更警告用FFTタイミング制御部
９３ ドップラ周波数算出部
９４ 距離算出部
９５ 角度算出部
９６ 車線変更警告判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を検出する検出装置において、
第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信手段と、
前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信手段と、
前記受信手段により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出手段と、
前記受信手段により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出手段と
を含む検出装置。
【請求項２】
前記第１の検出手段は、
検出された前記物体の速度を、第１の速度として検出する第１の速度検出手段と、
検出された前記物体の存在する角度を、第１の角度として検出する第１の角度検出手段と、
検出された前記物体の存在する距離を、第１の距離として検出する第１の距離検出手段とを含み、
前記第２の検出手段は、
検出された前記物体の速度を、第２の速度として検出する第２の速度検出手段と、
検出された前記物体の存在する角度を、第２の角度として検出する第２の角度検出手段と、
検出された前記物体の存在する距離を、第２の距離として検出する第２の距離検出手段とを含む
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１の速度が、第１の所定速度よりも高速で、かつ、前記第１の距離および前記第１の角度に基づいた前記物体の位置が、所定範囲であるとき、衝突予備動作を実行する衝突予備動作実行手段を含む
請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記第２の速度が、第２の所定速度よりも高速で、かつ、前記第２の距離および前記第２の角度に基づいた前記物体の位置が、前記第２の所定速度で設定される第１の警告範囲であるとき、警告を発する警告手段を含む
請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記警告手段は、
前記第２の速度が、前記第２の所定速度よりも高速の、第３の所定速度よりも高速で、かつ、前記第２の距離および前記第２の角度に基づいた前記物体の位置が、前記第３の所定速度で設定される、前記第１の警告範囲よりも遠い範囲を含む、第２の警告範囲であるとき、警告を発する
請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離を記憶する記憶手段と、
前記第２の検出手段により前記第２の範囲に存在する物体が検出されていた状態から、前記物体を検出しない状態となった場合、前記記憶手段に記憶されている前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離の情報に基づいて、前記物体の位置を推定する推定手段とを含み、
前記推定手段により推定される物体の位置が、前記第１の警告範囲、または前記第２の警告範囲である場合、前記警告手段は、警告を発する
請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記推定手段により推定される物体の位置が、前記第１の警告範囲、または第２の警告範囲である場合、前記第２の検出手段により前記第２の範囲に接近する物体が検出されていた状態から、検出しない状態となったタイミングから所定時間が経過していないとき、前記警告手段は、警告を発する
請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
前記送信手段は、２種類の周波数のＣＷ（Continuous Wave）からなる電波を交互に送信し、
前記受信手段により生成された、前記２種類の周波数のＣＷの電波に対応する受信信号の、それぞれの和信号および差信号を、前記第１の検出手段、および、前記第２の検出手段に振り分ける振分手段をさらに含む
請求項１に記載の検出装置。
【請求項９】
物体を検出する検出装置の検出方法において、
第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップの処理により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信ステップと、
前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出ステップと、
前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出ステップと
を含む検出方法。
【請求項１０】
物体を検出する検出装置を制御するコンピュータに、
第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップの処理により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信ステップと、
前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出ステップと、
前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出ステップと
を含む処理を実行させるプログラム。
【請求項１】
物体を検出する検出装置において、
第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信手段と、
前記送信手段により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信手段と、
前記受信手段により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出手段と、
前記受信手段により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出手段と
を含む検出装置。
【請求項２】
前記第１の検出手段は、
検出された前記物体の速度を、第１の速度として検出する第１の速度検出手段と、
検出された前記物体の存在する角度を、第１の角度として検出する第１の角度検出手段と、
検出された前記物体の存在する距離を、第１の距離として検出する第１の距離検出手段とを含み、
前記第２の検出手段は、
検出された前記物体の速度を、第２の速度として検出する第２の速度検出手段と、
検出された前記物体の存在する角度を、第２の角度として検出する第２の角度検出手段と、
検出された前記物体の存在する距離を、第２の距離として検出する第２の距離検出手段とを含む
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１の速度が、第１の所定速度よりも高速で、かつ、前記第１の距離および前記第１の角度に基づいた前記物体の位置が、所定範囲であるとき、衝突予備動作を実行する衝突予備動作実行手段を含む
請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記第２の速度が、第２の所定速度よりも高速で、かつ、前記第２の距離および前記第２の角度に基づいた前記物体の位置が、前記第２の所定速度で設定される第１の警告範囲であるとき、警告を発する警告手段を含む
請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記警告手段は、
前記第２の速度が、前記第２の所定速度よりも高速の、第３の所定速度よりも高速で、かつ、前記第２の距離および前記第２の角度に基づいた前記物体の位置が、前記第３の所定速度で設定される、前記第１の警告範囲よりも遠い範囲を含む、第２の警告範囲であるとき、警告を発する
請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離を記憶する記憶手段と、
前記第２の検出手段により前記第２の範囲に存在する物体が検出されていた状態から、前記物体を検出しない状態となった場合、前記記憶手段に記憶されている前記第２の速度、前記第２の角度、および前記第２の距離の情報に基づいて、前記物体の位置を推定する推定手段とを含み、
前記推定手段により推定される物体の位置が、前記第１の警告範囲、または前記第２の警告範囲である場合、前記警告手段は、警告を発する
請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記推定手段により推定される物体の位置が、前記第１の警告範囲、または第２の警告範囲である場合、前記第２の検出手段により前記第２の範囲に接近する物体が検出されていた状態から、検出しない状態となったタイミングから所定時間が経過していないとき、前記警告手段は、警告を発する
請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
前記送信手段は、２種類の周波数のＣＷ（Continuous Wave）からなる電波を交互に送信し、
前記受信手段により生成された、前記２種類の周波数のＣＷの電波に対応する受信信号の、それぞれの和信号および差信号を、前記第１の検出手段、および、前記第２の検出手段に振り分ける振分手段をさらに含む
請求項１に記載の検出装置。
【請求項９】
物体を検出する検出装置の検出方法において、
第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップの処理により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信ステップと、
前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出ステップと、
前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出ステップと
を含む検出方法。
【請求項１０】
物体を検出する検出装置を制御するコンピュータに、
第１の方向であって、第１の距離近傍までの範囲からなる第１の範囲と、前記第１の方向とは異なる第２の方向であって、前記第１の距離よりも近距離の第２の距離近傍までの範囲からなる第２の範囲とを含む範囲に電波を照射するように構成され、前記電波を照射することにより送信信号を送信する送信ステップと、
前記送信ステップの処理により送信された送信信号としての電波のうち、反射されてくる電波を受信し、受信した前記電波より受信信号を生成する受信ステップと、
前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、第１の所定時間の間でサンプリングすることにより、物体を検出する第１の検出ステップと、
前記受信ステップの処理により生成された受信信号を、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の間でサンプリングすることにより、前記物体を検出する第２の検出ステップと
を含む処理を実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２６５０２９（Ｐ２００９−２６５０２９Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１７６０４（Ｐ２００８−１１７６０４）
【出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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