車載レーダ装置
【課題】近距離の目標を検知でき、演算量を増やすことなく、遠距離の目標も検知できる車載レーダ装置を得る。
【解決手段】送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段８１と、周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標８３に送信する送信手段８２と、反射した信号を受信パルスとして受信し、周波数変調された送信信号の一部と受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段８４と、送信パルスの送信タイミングを基にして、受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段８８と、設定されたレンジゲート毎に、ビート信号をサンプリングするサンプリング手段８５と、サンプリングされたビート信号に基づいて目標８３までの距離と相対速度を算出する距離・相対速度算出手段８６と、自車速に応じて送信パルス幅とレンジゲート幅を変更する制御手段８７とを設けた。
【解決手段】送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段８１と、周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標８３に送信する送信手段８２と、反射した信号を受信パルスとして受信し、周波数変調された送信信号の一部と受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段８４と、送信パルスの送信タイミングを基にして、受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段８８と、設定されたレンジゲート毎に、ビート信号をサンプリングするサンプリング手段８５と、サンプリングされたビート信号に基づいて目標８３までの距離と相対速度を算出する距離・相対速度算出手段８６と、自車速に応じて送信パルス幅とレンジゲート幅を変更する制御手段８７とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、目標までの距離と相対速度を求めるレーダ装置において、走行環境に応じて、パルス幅及びレンジゲート（Range Gate）間隔（幅）を変更することにより、演算量を増加させることなく近距離精度と遠距離性能を両立することができる車載レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載され、アダプティブ・クルーズ・コントロール（ＡＣＣ：Adoptive Cruise Control）や衝突軽減制動装置等に用いられるレーダ装置の１つとして、目標までの距離と相対速度を同時に検出可能な周波数変調連続波（ＦＭＣＷ：Frequency Modulated Continuous Wave）方式のレーダ装置（以下、ＦＭＣＷレーダ装置と呼ぶ）が知られている。なお、ＦＭＣＷ方式とは、レーダの発信方式の１つであり、送信波と受信波（送信波が目標で反射された反射波）の周波数の差を計算することにより対象物（目標）までの距離や速度を計算できる。
【０００３】
このＦＭＣＷレーダ装置は、連続波（ＣＷ：Continuous Wave）の送信信号にＦＭ変調を加えたものである。発振器の周波数を三角波で変調し、送信アンテナから外部に放射する。その送信信号が目標で反射されて受信アンテナで受信する信号は距離による時間遅れと、相対速度に相当する周波数偏移を受ける。この周波数偏移を受けた受信信号を送信信号とミキサによりミキシングすると、ビート信号が得られる。変調サイクル毎に、周波数上昇区間のビート周波数と周波数下降区間のビート周波数を別々に測定すれば、目標までの距離と相対速度を求めることができる。なお、上述した技術は、ＦＭＣＷレーダ装置において一般的なものである。
【０００４】
上述したＦＭＣＷレーダ装置においては、目標が複数存在する場合、ビート信号が複数の目標それぞれに対して発生し、各ビート信号と各目標との対応関係を知ることが困難となる。そこで、送信信号として周波数変調された信号をパルス化して送信パルス信号とし、送信パルス信号の送信タイミングを基にして一定時間ごとに受信パルス信号のサンプリングを行うことで複数のビート信号の対応が容易となるレーダ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１記載のレーダ装置では、送信タイミングから一定時間毎にサンプリングタイミングを行うレンジゲートを設け、レンジゲート毎に目標の検出を行う。各レンジゲートが送信タイミングからどれだけ時間経過しているかによって、どの距離範囲の目標からの反射波によるビート信号であるか、ある程度絞り込めるため誤検知が低減される。また、計測用データのはじめから終わりまでのサンプリングに要した時間を計測時間とした時、計測時間をレンジゲート毎に変更することで、目標までの距離に応じた最適な距離分解能、相対速度分解能を設定でき、遠近両用のレーダを実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載のレーダ装置のような構成において、近距離の検知精度を向上させるためには、レンジゲート幅を小さくする（即ち、サンプリングタイミング間隔を小さくする）必要がある。レンジゲート幅を小さくすることにより、各レンジゲートにおいて対象としている距離範囲が狭くなることで、どの距離範囲の目標からの反射波によるビート信号であるか絞り込みやすくなり、複数のビート信号から所望の信号を特定しやすくなるためである。また、受信波強度は距離の４乗に反比例するため、レンジゲート幅を小さくすれば、特に近距離において信号処理が必要とするダイナミックレンジが小さくて済む。このことにより、信号処理において必要なビット数が減り、演算器の小型化につながる。もしくは、信号処理において、積分や増幅を実行しやすくなるので、信号処理におけるＳ／Ｎが増加し、目標検出精度が向上する。
【０００８】
近距離検知精度を保ったまま、遠距離の目標を検知しようとすると、レンジゲート数を増加させる必要がある。しかし、レンジゲート数の増加は一般的に演算量とメモリの増加につながる。演算量が増えると、必要な演算器が増え、レーダの小型化、低価格化の妨げとなる。演算器数を増やさなければ、演算時間が増え、レーダの応答性が悪化する。演算の周波数を上げるとレーダの消費電力の増大、発熱量の増大につながる。メモリの増加もレーダの小型化、低価格化の妨げとなる。
【０００９】
一方で、レンジゲート数を変えずに、遠距離の目標を検知しようとすると、レンジゲート幅を広くする必要があるが、このことは近距離検知精度を悪化させることになる。以上のことが遠近両用レーダの小型化、低価格化を困難にしていた。
【００１０】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、近距離の検知精度を向上することができるとともに、演算量を増やすことなく、遠距離の目標も検知することができる車載レーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る車載レーダ装置は、送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、車両速度検出手段から取得した自車速に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段とを設けるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る車載レーダ装置によれば、周波数変調のタイミングに合せて、送信パルス幅とサンプリングタイミングを定めるレンジゲート幅を変更する手段を設け、自車速に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更することにより、近距離での検知精度を向上させながら、演算量を増加させることなく遠距離の目標も検知することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【図２】この発明に係る車載レーダ装置の概念構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３Ｂ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３Ｃ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３Ｄ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３Ｅ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【図６Ａ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の送信パルス幅とレンジゲート幅の変更を説明するための図である。
【図６Ｂ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の送信パルス幅とレンジゲート幅の変更を説明するための図である。
【図７Ａ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置が２つの目標を検出する場合の概念図である。
【図７Ｂ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置が２つの目標を検出する場合の概念図である。
【図７Ｃ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置が２つの目標を検出する場合の概念図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置のレンジゲート幅と受信ダイナミックレンジの関係を示す図である。
【図９Ａ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【図１１Ａ】この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１１Ｂ】この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１３Ａ】この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１３Ｂ】この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１４Ｂ】この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１５Ａ】この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１５Ｂ】この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１６Ａ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１６Ｂ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１７Ａ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置のビート周波数の振る舞いを説明するための図である。
【図１７Ｂ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置のビート周波数の振る舞いを説明するための図である。
【図１８Ａ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置のビート周波数の振る舞いを説明するための図である。
【図１８Ｂ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置のビート周波数の振る舞いを説明するための図である。
【図１９】この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置のレンジゲート毎の計測用データと変調信号の関係を示す図である。
【図２１】この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の車載レーダ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１５】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置について図１から図９Ｂまでを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１６】
図１において、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置は、後述する電圧発生回路などを制御する制御部１と、三角波電圧を発生する電圧発生回路２と、周波数変調を行う電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）３と、送信電波を分配する分配器４と、端子ａ、ｂの間を切り替えるスイッチ５と、送受信アンテナ６と、ミキサ７と、バンドパスフィルタ８と、アンプ９と、受信パルス信号のサンプリングを行うアナログデジタル（Ａ／Ｄ：Analog to Digital）変換器１０と、サンプリングされた受信パルス信号を記憶するメモリ１１と、目標までの距離と相対速度を算出する信号処理部１２とが設けられている。
【００１７】
なお、制御部１は、電圧発生回路２とスイッチ５を制御し、三角波による周波数変調と送受信パルスのタイミングを生成する。同時に、制御部１は、Ａ／Ｄ変換器１０を制御し、受信パルス信号をレンジゲート毎にサンプリングするタイミングを生成する。また、信号処理部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、あるいはＣＰＵとＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、もしくはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等で構成されている。
【００１８】
図２は、この発明に係る車載レーダ装置の概念構成を示すブロック図である。
【００１９】
この発明に係るＦＭパルス方式のレーダ装置８０は、送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段８１と、周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標８３に送信する送信手段８２と、目標８３で反射した信号を受信パルスとして受信し、周波数変調された送信信号の一部と受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段８４と、送信パルスの送信タイミングを基にして、受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段８８と、設定されたレンジゲート毎に、ビート信号をサンプリングするサンプリング手段８５と、サンプリングされたビート信号に基づいて目標８３までの距離及び目標８３の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段８６と、周波数変調手段８１、送信手段８２、及びレンジゲート設定手段８８を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、車両速度検出手段から取得した自車速に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段８７とを設けたものである。
【００２０】
図１に示した各構成について、図２に示した各構成との対応関係を説明する。電圧発生回路２と電圧制御発振器３は、周波数変調手段８１を構成する。スイッチ５と送受信アンテナ６は、送信手段８２を構成する。送受信アンテナ６、スイッチ５、分配器４、ミキサ７、バンドパスフィルタ８及びアンプ９は、受信手段８４を構成する。また、Ａ／Ｄ変換器１０は、サンプリング手段８５に相当する。メモリ１１と信号処理部１２は、距離・相対速度算出手段８６を構成する。さらに、制御部１は、制御手段８７とレンジゲート設定手段８８を構成する。
【００２１】
つぎに、この実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図３Ａ−３Ｅは、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００２３】
まず、制御部１によりタイミング等が制御された電圧発生回路２が、図３Ａに示す「時間的に三角波状に変化する電圧」を発生し、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３に印加する。電圧制御発振器３は、印加された電圧に応じて、周波数が時間的に変化する周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を生成し、分配器４へ出力する。
【００２４】
図３Ｂは、分配器４へ出力される「周波数が時間的に変化する周波数変調連続波」を示している。
【００２５】
分配器４は、入力されたＦＭＣＷの一部を送信信号として、スイッチ５の端子ａへ出力し、残りをローカル信号として、ミキサ７へ出力する。
【００２６】
スイッチ５は、端子ａへ切り替えられて所定のタイミングで所定時間だけ送受信アンテナ６に導通し、送受信アンテナ６は、パルス状の送信信号を空間に放射する。この所定のタイミング及び所定時間は制御部１からの制御信号により決定される。
【００２７】
スイッチ５は、所定時間経過後に、受信側である端子ｂへ切り替えられる。目標からの反射波は、送受信アンテナ６で受信され、図３Ｃの受信信号（破線で示す）となる（図ではパルス化されている様子は省略している）。その後、スイッチ５を介し、受信信号がミキサ７へ出力される。
【００２８】
ミキサ７は、この受信信号と分配器４が出力する図３Ｃのローカル信号（実線で示す）を入力してミキシングを行い、ビート信号を生成する。このビート信号について、時間に対する周波数変化を図３Ｄに、時間に対する電圧変化を図３Ｅにそれぞれ示す。
【００２９】
ミキサ７で生成されたビート信号は、バンドパスフィルタ８で不要な周波数成分を除去された後、アンプ９で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１０へ出力される。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器１０は、図３Ａのアップフェーズあるいはダウンフェーズの計測時間に同期してビート信号を入力し、デジタル電圧値としてメモリ１１へ出力する。このとき、サンプルタイミングは制御部１により制御される。
【００３１】
信号処理部１２は、制御部１によって、図３Ａのアップフェーズあるいはダウンフェーズの計測時間が終了した時点で、アップフェーズにおけるビート信号のデジタル電圧値あるいはダウンフェーズにおけるビート信号のデジタル電圧値を入力し、目標までの距離、相対速度や角度などを算出して、算出結果を他の装置へ出力する。
【００３２】
図４は、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図であり、この図４を用いて各信号のタイミングを詳細に説明する。
【００３３】
図４（ａ）は、前述したＶＣＯ３から出力されるＦＭ変調波（ＦＭＣＷ）を示す。この図４では、このＦＭＣＷのうち、アップフェーズに注目して説明する。
【００３４】
図４（ｂ）に示すように、アップフェーズの間に、送信パルスは所定の回数（図ではＮ回）だけ送信される。
【００３５】
図４（ｃ）に示すように、送信パルスは、パルス幅Ｔｗ、パルス周期Ｔｉで送信され、各々の送信パルスに対して、対象（即ち、目標）からの反射波（受信パルス）が受信される。
【００３６】
受信側では、図４（ｄ）に示すように、レンジゲート（０〜Ｎｒ）を設定し、レンジゲート毎にビート信号がサンプリングされる。なお、レンジゲート（Range Gate）とは、送信パルスを送出してから、反射されてくる受信パルスをサンプリングするタイミングを決めるものである。図ではレンジゲートの幅（即ち、サンプリング間隔）をＴｒとする。
【００３７】
送信パルス幅Ｔｗ及びレンジゲート幅Ｔｒは、車両速度検出手段から取得した自車速に応じて、制御部１で設定され、その設定されたタイミングでスイッチ５の切り替えによりパルスを送信し、Ａ／Ｄ変換器１０により受信信号がＡ／Ｄ変換される。
【００３８】
目標が移動する場合、ビート周波数は、以下の式（１）、（２）ように表わすことができる。
Ｕ＝ｆｒ−ｆｄ （１）
Ｄ＝ｆｒ＋ｆｄ （２）
【００３９】
ここで、Ｕは周波数上昇区間（アップフェーズ）のビート周波数、Ｄは周波数下降区間（ダウンフェーズ）のビート周波数、ｆｒは相対速度が０の時のドップラ周波数、ｆｄは相対速度に基づくドップラ周波数である。
【００４０】
従って、変調の各サイクル毎にビート周波数Ｕ、Ｄを別々に測定すれば、式（３）、（４）に示すように、ドップラ周波数ｆｒ、ｆｄと、目標までの距離Ｒと相対速度Ｖを求めることができる。
ｆｒ＝（Ｕ＋Ｄ）／２ （∝Ｒ） （３）
ｆｄ＝（Ｄ−Ｕ）／２ （∝Ｖ） （４）
【００４１】
目標までの距離Ｒと相対速度Ｖは、式（３）、（４）を詳細に書くと以下の式（５）、（６）ように表わすことができる。
Ｒ＝（ｃＴｍ／２ΔＦ）×ｆｒ （５）
Ｖ＝（ｃ／２ｆｃ）×ｆｄ （６）
【００４２】
ここで、ｃは光速、Ｔｍはフェーズ毎の計測時間、ΔＦは変調幅、ｆｃはキャリア周波数である。
【００４３】
図５は、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
次に、信号処理部１２の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。以下、それぞれのステップについて説明する。
【００４５】
まず、ステップ１０１において、アップフェーズ及びダウンフェーズでのビート信号をレンジゲート毎にサンプリングし、デジタル電圧値をメモリ１１に記録する。
【００４６】
次に、ステップ１０２において、ステップ１０１で記録した任意のレンジゲートの信号（デジタル電圧値）をメモリ１１から読み出す。
【００４７】
次に、ステップ１０３において、ステップ１０２でメモリ１１より読み出された信号に対して、例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を実施して、周波数スペクトルに変換する。ここで、周波数変換のためにＤＦＴ（Discrete Fourier transform）を用いてもよい。
【００４８】
次に、ステップ１０４において、ステップ１０３で求めた周波数スペクトル（すなわちビート周波数）のピーク検出処理を行う。
【００４９】
次に、ステップ１０５において、アップ、ダウンの両フェーズのピークビート周波数から目標までの距離と相対速度を算出する。レンジゲートは所定の距離範囲で設定されているので、計算された距離が着目レンジゲートの距離範囲内であるかどうかをチェックし、範囲内であれば、正式に目標（オブジェクト）として登録し、範囲外であれば、登録しないことにする。
【００５０】
そして、ステップ１０６において、全レンジゲートについて、処理が終了したかどうかがチェックされ、終了していなければステップ１０２へ、終了していれば、処理を終了する。
【００５１】
続いて、自車速を元にした送信パルス幅Ｔｗとレンジゲート幅Ｔｒの変更方法を具体的に説明する。
【００５２】
図６Ａ及び図６Ｂは、送信パルス幅とレンジゲート幅の変更を説明するための図である。図中の各項目（ａ）−（ｄ）は図４と同様である。また、図中のＴｗｓ、Ｔｒｓは自車速が小さい場合の送信パルス幅、レンジゲート幅を示し、Ｔｗｌ、Ｔｒｌは自車速が大きい場合の送信パルス幅、レンジゲート幅をそれぞれ示す（Ｔｗｓ＜Ｔｗｌ、Ｔｒｓ＜Ｔｒｌ）。自車速が小さい場合は、送信パルス幅とレンジゲート幅を基準送信パルス幅と基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、自車速が大きい場合は、送信パルス幅とレンジゲート幅を基準送信パルス幅と基準レンジゲート幅よりも大きく設定する。以降では、この設定の理由及び効果について説明する。なお、基準送信パルス幅と基準レンジゲート幅は、従来の送信パルス幅とレンジゲート幅である。
【００５３】
まず、自車速が小さい場合である。自車速が小さい場合は通常、一般道路を走行している場合である。そのため、車両や障害物等の目標が多く、近距離での割り込みや飛び出し等も多いため、精度良く目標を検出することが求められる。一方で、遠方の物体を検出する必要が無い。そこで、レンジゲート幅を小さく設定する。
【００５４】
レンジゲート幅を小さくすると、目標検出精度が上がることを、図７Ａ−Ｃを用いて説明する。図７Ａ−Ｃは、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置が２つの目標を検出する場合の概念図である。
【００５５】
図７Ａに示すように、目標１と目標２が自車からそれぞれ距離Ｒ１、Ｒ２だけ離れているところに、それぞれ相対速度Ｖ１、Ｖ２で存在しているとする。また、距離Ｒ１、Ｒ２はレンジゲート１の距離範囲であるとする。
【００５６】
次に、図７Ｂに示すように、目標１からビート周波数Ｕ１、Ｄ１と目標２からビート周波数Ｕ２、Ｄ２が生成されたとする。しかし、実際には、図５のステップ１０４内でアップチャープとダウンチャープのビート周波数を求めた時点ではＵ１、Ｕ２が目標１、２どちらの目標からのビート周波数か分からない。Ｄ１、Ｄ２においても同様である。そこで、図７Ｃに示すように、ビート周波数の総当りの組合せにより、式（３）、（４）、（５）、（６）から相対速度と距離を求める。
【００５７】
次に、検出結果の距離がレンジゲート１内にあるかがチェックされる。ここでは、検出結果の距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がレンジゲート１内と仮定する。Ｒ１、Ｒ２については、目標１、目標２からのビート周波数の正しい組合せＵ１、Ｄ１とＵ２、Ｄ２による算出結果なので、当然レンジゲート１内に入る。一方でＵ１、Ｄ２の組合せとＵ２、Ｄ１の組合せは誤組合せによる虚像であり、本来は存在しないため、目標として登録すると誤検出になる。Ｕ２、Ｄ１の組合せによる目標は、距離がＲ４でレンジゲート１外のため、目標としての登録から外すことができる。しかし、Ｕ１、Ｄ２の組合せによる目標は、距離Ｒ３が偶然レンジゲート１内となってしまった場合であり、目標としての登録をせざるを得ない。
【００５８】
レンジゲート幅を小さくすれば、上記のＵ１、Ｄ２の組合せによるＲ３のように、偶然に該当レンジゲート内となる確率は減り、誤検出が減る。以上より、レンジゲート幅を小さくすると、目標検出精度が上がることとなる。
【００５９】
また、レンジゲート幅を小さくすると、信号処理で必要となるダイナミックレンジが小さく済む。以下ではその理由を説明する。
【００６０】
レーダ装置で受信される電力は以下の式で表される。
Ｐｒ＝（ＰｔＧｔ２λ２σ）／（（４π）３Ｒ４） （７）
【００６１】
ここで、Ｐｒは受信電力、Ｐｔは送信電力、Ｇｔは送受信アンテナ６の利得、λは波長、σは散乱断面積である。
【００６２】
図８は、式（７）を元にレンジゲート幅と受信ダイナミックレンジの関係を示す図である。ここでは簡単のために、レンジゲート数が３の例を示す。図中Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３はそれぞれレンジゲート幅が大きい設定のときのレンジゲート０、１、２の信号処理に必要なダイナミックレンジ（以降、単にダイナミックレンジと呼ぶ）である。同様に、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６はそれぞれレンジゲート幅が小さい設定のときのレンジゲート０、１、２のダイナミックレンジである。
【００６３】
レンジゲート幅の設定が大きい場合も、小さい場合もレンジゲート０が最もダイナミックレンジが広いことが分かる。これは、式（７）において、受信電力が距離の４乗に反比例しているためである。このことは、レンジゲート数が３以上の場合も同様であり、レンジゲート０が最もダイナミックレンジが広いと言える。この、各レンジゲート幅の設定において最大のダイナミックレンジとなるレンジゲート０について、レンジゲート幅の設定が小さい場合のダイナミックレンジＤ４はレンジゲート幅の設定が大きい場合のダイナミックレンジＤ１より小さくなる。
【００６４】
ダイナミックレンジが小さくなると、信号処理に必要なビット数が減り、演算器の規模が小さくなる。もしくは、信号処理において信号の増幅が容易となり、Ｓ／Ｎ比向上による精度向上が期待できる。
【００６５】
以上のように近距離において、レンジゲート幅を小さくすると、信号処理に必要なダイナミックレンジが小さくなり、回路規模の削減、もしくは精度の向上が期待できる。以上が、自車速が小さい場合にレンジゲート幅を小さくすることの効果である。
【００６６】
次に、自車速が大きい場合を説明する。自車速が大きい場合は主に高速道路を走行している場合であり、一般的に車両や障害物等の目標が少なく、近距離での割り込みや飛び出し等も少ない。一方で、遠方の目標を検出する必要がある。そこで、レンジゲート幅を大きく設定する。レンジゲート幅を大きくすれば、遠くの目標を検知することができる。また、レンジゲート数は変わらないので、演算量が増えることもない。
【００６７】
レンジゲート幅の変更に合せて、送信パルス幅も変更する。送信パルス幅は基準レンジゲート幅Ｔｒ１つ分（１×Ｔｒ）よりも大きく、基準レンジゲート幅Ｔｒ２つ分（２×Ｔｒ）よりも小さく設定する。このように送信パルス幅をレンジゲート幅と同時に変更することで、目標からの反射波を確実にサンプリングし、同一目標からの反射波が複数のレンジゲートにおいてサンプリングされるのを軽減することができる。
【００６８】
図９Ａ及び図９Ｂは、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。以下、それぞれのステップについて説明する。
【００６９】
まず、ステップ１５１において、制御部１は、車両に設置された速度センサ等の車両速度検出手段から取得した、目標検出のスタート時点の自車速Ｖをメモリ１１に記憶する。
【００７０】
次に、ステップ１５２において、制御部１は、電圧発生回路２に所定の電圧が発生させる。この電圧によって電圧制御発振器３は所定の周波数を発生する。
【００７１】
次に、ステップ１５３において、制御部１は、スイッチ５を端子ａに切り替えて送信パルスを発生させる。
【００７２】
次に、ステップ１５４において、制御部１は、ステップ１５１で記憶した自車速Ｖと速度閾値を比較し、自車速Ｖが速度閾値以下ならば、ステップ１５５へ進み、自車速Ｖが速度閾値より大きい場合には、ステップ１５６へ進む。
【００７３】
次に、ステップ１５５において、制御部１は、パルス幅Ｔｗｓの送信パルスを発生させて、ステップ１５７へ進む。
【００７４】
一方、ステップ１５６において、制御部１は、パルス幅Ｔｗｌの送信パルスを発生させる。
【００７５】
次に、ステップ１５７において、制御部１は、スイッチ５を端子ｂに切り替えてパルス送信を終了する。
【００７６】
次に、ステップ１５８において、Ａ／Ｄ変換器１０は、受信波のサンプリングを行い、メモリ１１に記憶する。
【００７７】
次に、ステップ１５９において、制御部１は、ステップ１５１で記憶した自車速Ｖと速度閾値を比較し、自車速Ｖが速度閾値以下ならばステップ１６０へ進み、自車速Ｖが速度閾値より大きい場合には、ステップ１６１へ進む。
【００７８】
次に、ステップ１６０において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｓだけ待ち、ステップ１６２へ進む。
【００７９】
一方、ステップ１６１において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｌだけ待つ。
【００８０】
次に、ステップ１６２において、制御部１は、Ａ／Ｄ変換器１０がレンジゲートＮｒ分の回数のサンプリングを終了していなければ、ステップ１５８へ、終了していればステップ１６３で次の送信パルス発生までの所定の時間だけ待つ。
【００８１】
次に、ステップ１６４において、制御部１は、アップチャープ、ダウンチャープの両フェーズにて、所定の回数のパルス送信を行ったか判断し、所定の回数のパルス送信を行った場合には、次のステップ１６２へ、行っていない場合には、ステップ１５２へ戻り、電圧発生回路２に所定の電圧を再設定する。
【００８２】
なお、ステップ１６５−ステップ１６９は、図５のステップ１０２−ステップ１０６と同様であるため、説明を省略する。
【００８３】
この実施の形態１では、ステップ１５７とステップ１５８の間に、ミキサ７、バンドパスフィルタ８及びアンプ９を構成する回路による遅延時間分の待機時間を挿入しても良い。
【００８４】
また、この実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換器１０によるサンプリングタイミングを各レンジゲートの始めとする例を説明したが、対応するレンジゲート内ならばどこでもよい。
【００８５】
以上、本実施の形態１によれば、自車速によりレンジゲート幅を変更でき、自車速が小さい場合はレンジゲート幅を小さく、自車速が大きい場合はレンジゲート幅を大きく設定しているので、近距離において目標の検出精度を向上させながら、演算量を増加させることなく遠距離の目標を検知することができる。
【００８６】
また、レンジゲート幅に合せて送信パルス幅を変更することにより、目標からの反射波を確実にサンプリングし、同一目標からの反射波が複数のレンジゲートにおいてサンプリングされるのを軽減することができる。
【００８７】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る車載レーダ装置について説明する。この発明の実施の形態２に係る車載レーダ装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【００８８】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。この実施の形態２では、先行車の距離に基づいて、送信パルス幅及びレンジゲート幅を設定することを特徴とする。
【００８９】
この実施の形態２では、先行車の距離によって、制御部１がスイッチ５及びＡ／Ｄ変換器１０を制御することにより、送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する。先行車の距離は、例えば信号処理部１２が式（５）により算出した結果から得る。
【００９０】
先行車の距離に基づいた送信パルス幅及びレンジゲート幅の設定方法を具体的に説明する。
【００９１】
制御部１は、信号処理部１２から取得した先行車の距離が近い場合は、衝突の危険性が高いと判断し、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも小さく設定して、検出精度を上げる。制御部１は、先行車の距離が遠い、もしくは先行車がない場合には、遠距離の目標を検知するために送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも大きく設定する。
【００９２】
また、制御部１は、先行車の距離がいずれの場合でも、送信パルス幅を基準レンジゲート幅よりも大きく、基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する。
【００９３】
このように、この実施の形態２によれば、実際に検出している目標の距離に応じて、検出精度を変化させるので、例えば、高速道路の走行時に急な割り込みが発生した場合に、検出精度を上げることができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態２に係る車載レーダ装置の制御部１は、先行車の距離に基づいて、送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する。
【００９５】
すなわち、制御部１は、先行車の距離が距離閾値以下の場合には、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、先行車の距離が距離閾値よりも大きい場合には、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも大きく設定する。
【００９６】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置について図１０から図１１Ｂまでを参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【００９７】
この実施の形態３では、自車両が一般道路又は高速道路を走行中かを判定する一般道路判定手段１３の判定結果に基づいて、制御部１が、送信パルス幅とレンジゲート幅を変更することを特徴とする。
【００９８】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。一般道路判定手段１３は、自車速と先行車の距離により一般道路又は高速道路を走行中かを判定する。すなわち、一般道路判定手段１３は、信号処理部１２から取得した先行車の距離が距離閾値以下の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定するとともに、先行車の距離が距離閾値よりも大きく、かつ車両速度検出手段から取得した自車速が速度閾値以下の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定する。一方、一般道路判定手段１３は、先行車の距離が距離閾値よりも大きく、かつ自車速が速度閾値よりも大きい場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する。
【００９９】
制御部１は、一般道路判定手段１３が一般道路を走行中と判定すれば、近距離精度を重視して、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも小さく設定する。一方、制御部１は、一般道路判定手段１３が高速道路を走行中と判定すれば、遠距離の目標検知を重視して、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも大きく設定する。
【０１００】
また、制御部１は、一般道路判定手段１３の判定がいずれの場合でも、送信パルス幅を基準レンジゲート幅よりも大きく、基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する。
【０１０１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【０１０２】
まず、ステップ３０１において、一般道路判定手段１３は、信号処理部１２から取得した先行車の距離と距離閾値を比較し、先行車の距離が距離閾値以下ならば、ステップ３０３へ進み、先行車の距離が距離閾値よりも大きい場合には、ステップ３０２へ進む。
【０１０３】
次に、ステップ３０２において、一般道路判定手段１３は、車両速度検出手段から取得した自車速と速度閾値を比較し、自車速が速度閾値以下ならば、ステップ３０３へ進み、自車速が速度閾値よりも大きい場合には、ステップ３０４へ進む。
【０１０４】
次に、ステップ３０３において、一般道路判定手段１３は、一般道路フラグをＯＮにして、ステップ３０５へ進む。
【０１０５】
次に、ステップ３０４において、一般道路判定手段１３は、一般道路フラグをＯＦＦにする。
【０１０６】
次に、ステップ３０５において、制御部１は、電圧発生回路２に所定の電圧を発生させる。この電圧によって電圧制御発振器３は、所定の周波数を発生する。
【０１０７】
次に、ステップ３０６において、制御部１は、スイッチ５を端子ａに切り替えて送信パルスを発生させる。
【０１０８】
次に、ステップ３０７において、制御部１は、一般道路フラグがＯＮかどうかを判断し、一般道路フラグがＯＮならば、ステップ３０８へ進み、一般道路フラグがＯＦＦならば、ステップ３０９へ進む。
【０１０９】
次に、ステップ３０８において、制御部１は、パルス幅Ｔｗｓの送信パルスを発生させて、ステップ３１０へ進む。
【０１１０】
次に、ステップ３０９において、制御部１は、パルス幅Ｔｗｌの送信パルスを発生させる。
【０１１１】
次に、ステップ３１０において、制御部１は、スイッチ５を端子ｂに切り替えてパルス送信を終了する。
【０１１２】
次に、ステップ３１１において、Ａ／Ｄ変換器１０は、受信波サンプリングを行い、メモリ１１に記憶する。
【０１１３】
次に、ステップ３１２において、制御部１は、一般道路フラグがＯＮかどうかを判断し、一般道路フラグがＯＮならば、ステップ３１３へ進み、一般道路フラグがＯＦＦならば、ステップ３１４へ進む。
【０１１４】
次に、ステップ３１３において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｓだけ待って、ステップ３１５へ進む。
【０１１５】
次に、ステップ３１４において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｌだけ待つ。
【０１１６】
なお、ステップ３１５−ステップ３２２は、図９Ａ、図９Ｂのステップ１６２−ステップ１６９と同様であるため、説明を省略する。
【０１１７】
この実施の形態３では、ステップ３１０とステップ３１１の間に、ミキサ７、バンドパスフィルタ８及びアンプ９を構成する回路による遅延時間分の待機時間を入れても良い。
【０１１８】
また、この実施の形態３では、Ａ／Ｄ変換器１０によるサンプリングタイミングを各レンジゲートの始めとする例を説明したが、対応するレンジゲート内ならばどこでもよい。
【０１１９】
このように、本実施の形態３によれば、自車速と先行車の距離により一般道路を走行中か否かの判定を行い、その判定結果に基づき送信パルス幅及びレンジゲート幅を設定しているので、走行状態に応じて適切に近距離精度を向上させることができる。このことは、飛び出しや割り込みが発生しやすい一般道路を走行中にも関わらず、先行車の距離が遠い場合に有効である。また、高速道路を走行中でも、急な割り込みが発生した場合にも近距離精度を向上させることができる。
【０１２０】
この実施の形態３に係る車載レーダ装置の一般道路判定手段１３は、一般道路、あるいは高速道路を走行中かどうかの判定基準として、例えば目標を検知する信号処理部１２から取得した目標数を加えてもよい。すなわち、一般道路判定手段１３は、目標数が目標閾値以上ならば、自車両が一般道路を走行中と判定し、目標数が目標閾値よりも小さい場合は、自車両が高速道路を走行中と判定する。
【０１２１】
また、一般道路判定手段１３は、一般道路又は高速道路を走行中かどうかの判定基準として、ナビゲーションシステムからの情報を加えて自車両が一般道路又は高速道路を走行中と判定してもよい。
【０１２２】
さらに、一般道路判定手段１３は、一般道路又は高速道路を走行中かどうかの判定基準として、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection system）車載器からの情報を加えてもよい。この例では、一般道路判定手段１３は、ＥＴＣ車載器が高速道路から出たと判定した場合には、自車両が一般道路を走行中と判定し、ＥＴＣ車載器が高速道路に進入したと判定した場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する。このＥＴＣは、有料道路を利用する際に料金所で停止することなく通過できるシステムで、無線通信を利用して車両と料金所のシステムが必要な情報を交換し、料金の収受を行う。なお、有料道路のほとんどは高速道路である。
【０１２３】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置について図１２から図１３Ｂまでを参照しながら説明する。この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【０１２４】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。この実施の形態４では、レンジゲート毎に、レンジゲート幅を変更することを特徴とする。
【０１２５】
制御部１は、ＦＭ変調期間において、送信パルスを送信後、所定の時間経過前はサンプリング間隔を短く設定し（即ち、レンジゲート幅を小さく設定し）、所定の時間経過後はサンプリング間隔を長く設定する（即ち、レンジゲート幅を長く設定する）。
【０１２６】
図１２は、この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図であり、各項目（ａ）−（ｄ）は図４と同一である。ここでは、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの２つに大きくわけており、例えばレンジゲート０，１を近距離レンジゲート、２〜Ｎｒを遠距離レンジゲートとしている。
【０１２７】
図１２に示すように、近距離レンジゲートは基準レンジゲート幅よりも小さいレンジゲート幅Ｔｒｓとして、近距離検知精度を向上し、遠距離レンジゲートは基準レンジゲート幅よりも大きいレンジゲート幅Ｔｒｌとして、遠距離の目標を検知可能にしている。送信パルス幅Ｔｗは遠距離レンジゲートで受信パルスがサンプリングできるように、遠距離レンジゲート幅Ｔｒｌよりも大きく設定する。
【０１２８】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。以下、それぞれのステップについて説明する。
【０１２９】
まず、ステップ４０１において、制御部１は、電圧発生回路２に所定の電圧を発生させる。この電圧によって電圧制御発振器３は、所定の周波数を発生する。
【０１３０】
次に、ステップ４０２において、制御部１は、スイッチ５を端子ａに切り替える。
【０１３１】
次に、ステップ４０３において、制御部１は、パルス幅Ｔｗの送信パルスを発生させる。
【０１３２】
次に、ステップ４０４において、制御部１は、スイッチ５を端子ｂに切り替えてパルス送信を終了する。
【０１３３】
次に、ステップ４０５において、Ａ／Ｄ変換器１０は、受信波サンプリングを行い、メモリ１１に記憶する。
【０１３４】
次に、ステップ４０６において、制御部１は、レンジゲート２のサンプリングを終了したかどうかを判定し、終了していなければ、ステップ４０７へ進み、終了していれば、ステップ４０８へ進む。
【０１３５】
次に、ステップ４０７において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｓだけ待つ。その後、ステップ４０９へ進む。
【０１３６】
次に、ステップ４０８において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｌだけ待つ。
【０１３７】
次に、ステップ４０９において、制御部１は、レンジゲートＮｒ分の回数のサンプリングを終了していなければ、ステップ４０５へ戻り、終了していれば、次のステップ４１０で次の送信パルス発生までの所定の時間だけ待つ。
【０１３８】
ステップ４１１において、制御部１は、アップチャープ、ダウンチャープの両フェーズにて、所定の回数のパルス送信を行ったか判断し、所定の回数のパルス送信を行った場合には、次のステップ４１２へ進み、行っていない場合には、ステップ４０１へ戻り、電圧発生回路２に所定の電圧を再設定する。
【０１３９】
なお、ステップ４１２−ステップ４１６は、図５のステップ１０２−ステップ１０６と同様であるため、説明を省略する。
【０１４０】
この実施の形態４では、レンジゲート０、１が近距離レンジゲート、２〜Ｎｒが遠距離レンジゲートの例を説明したが、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの割合は任意の設定が可能である。
【０１４１】
また、図１３Ａにおいて、ステップ４０４とステップ４０５の間に、ミキサ７、バンドパスフィルタ８及びアンプ９を構成する回路による遅延時間分の待機時間を挿入しても良い。
【０１４２】
さらに、この実施の形態４では、Ａ／Ｄ変換器１０によるサンプリングタイミングを各レンジゲートの始めとする例を説明したが、対応するレンジゲート内ならばどこでもよい。
【０１４３】
この実施の形態４によれば、レンジゲートを近距離と遠距離とに分け、近距離レンジゲートはレンジゲート幅を小さく、遠距離レンジゲートはレンジゲート幅を大きく設定することで、近距離の目標に対しては検知精度を向上させるとともに、演算量の増加を抑えながら、遠距離の目標も同時に検知することができる。このことは、広角な近距離検知範囲を持ちながら、遠距離も検知できるレーダ装置のように、近距離にある目標と遠距離にある目標を同時に検知する場合に有効である。
【０１４４】
以上説明したように、この実施の形態４に係る車載レーダ装置の制御部１は、レンジゲート毎にレンジゲート幅を変更する。すなわち、制御部１は、近距離レンジゲートはレンジゲート幅を小さくし、遠距離レンジゲートはレンジゲート幅を大きく設定する。また、送信パルス幅を最大のレンジゲート幅よりも大きくなるように設定する。
【０１４５】
また、この実施の形態４では、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートのように２種類のレンジゲートを設定したが、３種類以上の複数のレンジゲート幅を設定しても良い。このとき、遠距離にあるレンジゲートほどレンジゲート幅が大きくなるように設定する。
【０１４６】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置について図１４Ａから図１５Ｂまでを参照しながら説明する。この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【０１４７】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。この実施の形態５では、レンジゲート毎に、レンジゲート幅を変更し、かつ自車速に基づきレンジゲート幅を変更することを特徴とする。以下では説明を簡単にするため、レンジゲート幅は近距離レンジゲート及び遠距離レンジゲートの２種類の例を説明する。
【０１４８】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図であり、各項目（ａ）−（ｄ）は図４と同一である。近距離レンジゲートのレンジゲート幅をＴｒｓ、遠距離レンジゲートのレンジゲート幅をＴｒｌとする。このとき、Ｔｒｓ＜Ｔｒｌとする。
【０１４９】
自車速が小さいときは、例えばレンジゲート０−３を近距離レンジゲート、レンジゲート４−Ｎｒを遠距離レンジゲートというように、近距離レンジゲートを多くする。自車速が大きいときは、例えばレンジゲート０、１を近距離レンジゲート、レンジゲート３−Ｎｒを遠距離レンジゲートというように、遠距離レンジゲートを多くする。例えば、Ｎｒ＝９の場合、自車速が小さいときは、近距離レンジゲート数が４、遠距離レンジゲート数６となり、自車速が大きいときは、近距離レンジゲート数が２、遠距離レンジゲート数８となる。基準近距離レンジゲート数を３、基準遠距離レンジゲート数を７とすると、制御部１は、自車速が速度閾値以下の場合には、近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも多く設定するとともに、遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも少なく設定し、自車速が前記速度閾値より大きい場合には、近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも少なく設定するとともに、遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも多く設定する。なお、送信パルス幅Ｔｗは遠距離レンジゲートのレンジゲート幅Ｔｒｌ以上とする。
【０１５０】
自車速に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更することで、近距離精度を向上させながら遠距離の目標を同時に検知することができ、さらに、走行状態に応じて、近距離または遠距離どちらを重視するかを変更することができる。
【０１５１】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。以下、それぞれのステップについて説明する。
【０１５２】
まず、ステップ５０１において、制御部１は、車両に設置された速度センサ等の車両速度検出手段から取得した、目標検出のスタート時点の自車速Ｖをメモリ１１に記憶する。
【０１５３】
次に、ステップ５０２において、制御部１は、電圧発生回路２に所定の電圧を発生させる。この電圧によって電圧制御発振器３は、所定の周波数を発生する。
【０１５４】
次に、ステップ５０３において、制御部１は、スイッチ５を端子ａに切り替えて送信パルスを発生させる。
【０１５５】
次に、ステップ５０４において、制御部１は、パルス幅Ｔｗの送信パルスを発生させる。
【０１５６】
次に、ステップ５０５において、制御部１は、スイッチ５を端子ｂに切り替えてパルス送信を終了する。
【０１５７】
次に、ステップ５０６において、Ａ／Ｄ変換器１０は、受信波サンプリングを行い、メモリ１１に記憶する。
【０１５８】
次に、ステップ５０７において、制御部１は、ステップ５０１で記憶した自車速Ｖと速度閾値を比較し、自車速Ｖが速度閾値以下ならば、ステップ５０８へ進み、自車速Ｖが速度閾値よりも大きい場合には、ステップ５０９へ進む。
【０１５９】
次に、ステップ５０８において、制御部１は、レンジゲート４のサンプリングが終了しているかどうかを判断する。レンジゲート４のサンプリングが終了していなければ、ステップ５１０へ進み、レンジゲート４のサンプリングが終了していれば、ステップ５１１へ進む。
【０１６０】
次に、ステップ５０９において、制御部１は、レンジゲート２のサンプリングが終了しているかどうかを判断する。レンジゲート２のサンプリングが終了していなければ、ステップ５１０へ進み、レンジゲート２のサンプリングが終了していれば、ステップ５１１へ進む。
【０１６１】
次に、ステップ５１０において、制御部１は、近距離レンジゲート幅Ｔｒｓだけ待つ、その後、ステップ５１２へ進む。
【０１６２】
次に、ステップ５１１において、制御部１は、遠距離レンジゲート幅Ｔｒｌだけ待つ。
【０１６３】
次に、ステップ５１２において、制御部１は、レンジゲートＮｒ分の回数のサンプリングを終了していなければ、ステップ５０６へ戻り、終了していれば、次のステップ５１３で次の送信パルス発生までの所定の時間だけ待つ。
【０１６４】
ステップ５１４において、制御部１は、アップチャープ、ダウンチャープの両フェーズにて、所定の回数のパルス送信を行ったか判断し、所定の回数のパルス送信を行った場合には、次のステップ５１５へ進み、行っていない場合には、ステップ５０２へ戻り、電圧発生回路２に所定の電圧を再設定する。
【０１６５】
なお、ステップ５１５−ステップ５１９は、図５のステップ１０２−ステップ１０６と同様であるため、説明を省略する。
【０１６６】
このように、この実施の形態５によれば、自車速に応じて近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの数を変更するので、近距離精度を向上しながら、遠距離の目標を同時に検知可能であり、さらに、走行状態に応じて近距離と遠距離どちらを重視するかを選択できる。
【０１６７】
この実施の形態５に係る車載レーダ装置の制御部１は、自車速に応じて近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの数を変更する。すなわち、制御部１は、自車速が小さい場合は近距離レンジゲートを多く設定し、自車速が大きい場合は遠距離レンジゲートを多く設定する。
【０１６８】
なお、この実施の形態５では、自車速に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更する例を説明したが、先行車の距離に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更してもよい。このとき、制御部１は、先行車の距離が近い場合、すなわち、先行車の距離が距離閾値以下の場合には、近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも多く設定するとともに、遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも少なく設定し、先行車の距離が遠い場合、すなわち、先行車の距離が距離閾値よりも大きい場合には、近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも少なく設定するとともに、遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも多く設定する。
【０１６９】
先行車の距離に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更することにより、高速道路での割り込みなど、先行車の距離が近く、衝突の危険性が高いときに、近距離検知精度を向上させることができる。また、先行車の距離が遠い場合には遠距離の目標を検知することができる。
【０１７０】
以上示したように、この実施の形態５の制御部１は、先行車の距離に応じて近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの数を変更する。すなわち、制御部１は、先行車の距離が近い場合には、近距離レンジゲートを多く設定し、先行車の距離が遠い場合には、遠距離レンジゲートを多く設定する。
【０１７１】
なお、この実施の形態５では、自車速、または先行車の距離に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更する例を説明したが、目標検知数、ナビゲーションシステムの情報、ＥＴＣ車載器の情報を基に近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更しても良い。
【０１７２】
また、この実施の形態５では、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートのように２種類のレンジゲートを設定したが、３種類以上のレンジゲート幅を設定しても良い。その場合、送信パルス幅は最大のレンジゲート幅よりも大きく設定する。
【０１７３】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置について図１６Ａから図１８Ｂまでを参照しながら説明する。この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【０１７４】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図であり、各項目（ａ）−（ｄ）は図４と同一である。
【０１７５】
この実施の形態６では、制御部１は、レンジゲート幅と同時に、周波数変調幅、変調時間を変更することを特徴とする。制御部１は、レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定した場合は、周波数変調幅を基準周波数変調幅よりも大きく設定し（ΔＦｓ）、変調時間を基準変調時間よりも長く設定する（Ｔｍｓ）。また、制御部１は、レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも大きく設定した場合は、周波数変調幅を基準周波数変調幅よりも小さく設定し（ΔＦｌ）、変調時間を基準変調時間よりも短く設定する（Ｔｍｌ）。ここで、ΔＦｓ＞ΔＦｌ、Ｔｍｓ＞Ｔｍｌである。
【０１７６】
このように設定する効果について説明する。車載レーダ装置において、目標までの距離Ｒ及び相対速度Ｖは、式（５）及び式（６）のように表せることは前述の通りである。今、各フェーズで得られたビート信号の周波数を、ＦＦＴを用いて求めることを考えると、ＦＦＴ後の周波数の刻み幅（以下、周波数ビンと呼ぶ）は、計測時間（Ｔｍ）によって決まり、１／Ｔｍで与えられる。
【０１７７】
距離分解能ΔＲ、相対速度分解能ΔＶは、周波数ビン当たりの距離及び相対速度と考えられるから、式（５）、式（６）より、以下のように与えられる。
ΔＲ＝（ｃＴｍ／２ΔＦ）×（１／Ｔｍ）＝ｃ／２ΔＦ （８）
ΔＶ＝（ｃ／２ｆｃ）×（１／Ｔｍ） （９）
【０１７８】
なお、式（８）は、式（５）において１ビン当たりの周波数（＝１／Ｔｍ）をｆｒに代入したものであり、式（９）は、式（６）において１ビン当たりの周波数（＝１／Ｔｍ）をｆｄに代入したものである。
【０１７９】
式（８）、式（９）から、周波数変調幅（ΔＦ）が大きいほど、距離分解能（ΔＲ）は高くなり、変調時間が長いほど、相対速度分解能（ΔＶ）が高くなる。
【０１８０】
レンジゲート幅が小さい設定のときは、通常、一般道路を走行している場合であり、近距離における精度が必要となる。この実施の形態６のように、レンジゲート幅が小さい設定のときに、周波数変調幅を大きく、変調時間を長く設定すれば、距離分解能及び相対速度分解能が高くなり、さらなる精度向上が期待できる。
【０１８１】
一方、遠距離レンジゲートでは、距離分解能及び相対速度分解能が低い設定となる。ここで、ビート周波数のとり得る範囲について考える。例として、ＦＦＴ点数を５１２、ΔＦ＝１５０［ＭＨｚ］、Ｔｍ＝７［ｍｓ］、ｆｃ＝７６．５［ＧＨｚ］、Ｃ＝３×１０８［ｍ／ｓ］とすると、ΔＲ＝１［ｍ］、 ΔＶ＝１［ｋｍ／ｓ］となる。
【０１８２】
ＦＦＴへ入力するビート信号は実数であるので、ＦＦＴで変換されるスペクトルは０Ｈｚを中心に対称となる。よって、５１２点数のＦＦＴの場合には、０〜２５５周波数ビンまでが有効となる。
【０１８３】
例えば、「Ｒ＝１５０ｍ、Ｖ＝０ｋｍ／ｓの目標が存在する」とすると、アップフェーズおよびダウンフェーズにおける目標相当の周波数ビンは、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すようになる。すなわち、Ｕｂｉｎ＝１５０、Ｄｂｉｎ＝１５０となる。
【０１８４】
別な例として、Ｒ＝２００ｍ、Ｖ＝１５０ｋｍ／ｓで接近してくる目標の場合には、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すようになる。すなわち、Ｕｂｉｎ＝５０、Ｄｂｉｎ＝１６０となり、Ｄｂｉｎが２５５ｂｉｎを基準とした折り返しの位置に現れる。
【０１８５】
この折り返し現象のことをレンジオーバーと呼ぶことにする。このような場合、Ｄｂｉｎについては、折り返しにより１６０ｂｉｎにあるのか、元々１６０ｂｉｎにあるのかの区別が付かないため、双方を想定した処理が必要となり、処理負荷が高くなり、望ましくない。
【０１８６】
レンジオーバーを回避するためには、距離分解能ΔＲ及び相対速度分解能ΔＶを低く設定することが有効である。例えば、ＦＦＴ点数を５１２、ΔＦ＝７５［ＭＨｚ］、Ｔｍ＝３．５［ｍｓ］、ｆｃ＝７６．５［ＧＨｚ］、Ｃ＝３×１０８［ｍ／ｓ］とすると、ΔＲ＝２［ｍ］、ΔＶ＝２［ｋｍ／ｓ］となる。
【０１８７】
Ｒ＝２００ｍ、Ｖ＝１５０ｋｍ／ｓで接近してくる目標の場合には、Ｕｂｉｎ＝２５、Ｄｂｉｎ＝１７５となり、レンジオーバーを防ぐことができる。
【０１８８】
レンジゲート幅が大きい設定のときは、一般的に高速道路を走行してる場合であり、先行車との距離範囲及び相対速度範囲が広いため、レンジオーバーが起こりやすい。この実施の形態６では、レンジゲート幅が大きい設定のときに、周波数変調幅を小さく、変調時間を短く設定すれば、レンジオーバーが起こりにくく、ビート信号の対応関係が把握しやすくなる。
【０１８９】
このように、この実施の形態６によれば、レンジゲート幅が小さいときには周波数変調幅を大きく、変調時間を長く設定するので、市街地や渋滞時での走行時において、距離及び相対速度の精度を高めることができる。また、レンジゲート幅が大きいときには周波数変調幅を小さく、変調時間を短く設定するので、高速道路走行時において、レンジオーバーが起こりにくく、ビート信号の対応関係が把握しやすくなる。
【０１９０】
以上説明したように、この実施の形態６に係る車載レーダ装置の制御部１は、レンジゲート幅に応じて、周波数変調幅及び変調時間を変更する。すなわち、制御部１は、レンジゲート幅が小さいときは、周波数変調幅を大きくし、変調時間を長く設定する。レンジゲート幅が大きいときは、周波数変調幅を小さくし、変調時間を短く設定する。
【０１９１】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置について図１９から図２１までを参照しながら説明する。図１９は、この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【０１９２】
この実施の形態７に係る車載レーダ装置は、レンジゲート幅により、実際の計測に使用するデータ（計測用データ）を変更する。
【０１９３】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。制御部１からのレンジゲート幅の設定にしたがって、Ａ／Ｄ変換器１０によりサンプリングされたデータはメモリ１１に記憶される。
【０１９４】
計測時間変更部（計測時間変更手段）１２１は、信号処理部１２に搭載されているソフトウェアであり、メモリ１１に格納されているサンプリングデータを基にしてフーリエ変換の入力として用いる計測用データ（即ち、目標までの距離や目標の速度を計測するためのデータ）を設定し、計測用データの始めから終わりまでのサンプリングに要した時間を計測時間とした場合、レンジゲート幅によって計測時間を変更する。
【０１９５】
距離・相対速度算出部１２２は、信号処理部１２に搭載されているソフトウェアであり、ビート信号により目標までの距離と相対速度を求めるものである。
【０１９６】
この実施の形態７に係る車載レーダ装置の動作は、図１２と同様である。ここでは、例として、アップフェーズの送信パルス数Ｎ＝１０２３点、レンジゲート幅を２種類とし、レンジ０、１を近距離レンジゲート（レンジゲート幅Ｔｒｓ）、レンジ２〜Ｎを遠距離レンジゲート（レンジゲート幅Ｔｒｌ）とする。なお、Ｔｒｓ＜Ｔｒｌである。
【０１９７】
以下では、計測時間変更部１２１の計測時間変更方法を具体的に説明する。図２０は、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの計測用データと変調信号との関係を示している。図２０に示したデータ＃０、＃１、・・・＃１０２３は、図１２に示した送信パルス０、１、・・・１０２３点（ただし、Ｎ＝１０２３）に対応している。
【０１９８】
図２０に示すように、近距離レンジゲートでは、アップフェーズ全域にわたって取得されたサンプリングデータ（＃０〜＃１０２３）を計測用データとして使用し、遠距離レンジゲートでは、アップフェーズの半分の範囲のサンプリングデータ（＃０〜＃５１１）を計測用データとして使用する。
【０１９９】
この結果、近距離レンジゲートでは、計測時間はＴｍ、周波数変調幅はΔＦ、遠距離レンジゲートでは、計測時間はＴｍ／２、周波数変調幅はΔＦ／２となる。上記の実施の形態６でも述べたように、近距離レンジゲートでは計測時間が長く、周波数変調幅が大きく設定しているので、距離分解能と速度分解能が高くなり、近距離の目標に対する精度が向上する。一方、遠距離レンジゲートでは計測時間を短く、周波数変調幅を小さく設定しているので、レンジオーバーが起こりにくく、ビート信号の対応関係が把握しやすくなる。
【０２００】
さらに、レンジゲートに応じて計測用データを変更するので、１回の計測に対して、異なるレンジゲート幅を複数（この実施の形態７では、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの２種類）持つことも可能である。そのようにすることで、近距離レンジゲートはレンジゲート幅を小さく、遠距離レンジゲートはレンジゲート幅を大きく設定することができ、近距離の目標に対しては精度が良く、同時に遠距離の目標も検知することができる。
【０２０１】
図２１は、この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【０２０２】
まず、ステップ７０１において、アップフェーズ及びダウンフェーズでのビート信号をレンジゲート毎にサンプリングし、デジタル電圧値をメモリ１１に記録する。
【０２０３】
次に、ステップ７０２において、任意のレンジゲートの信号をメモリ１１から読み出す。
【０２０４】
次に、ステップ７０３において、ステップ７０２で読み出したデータに対して、レンジゲートに応じて計測データを設定する。
【０２０５】
次に、ステップ７０４において、ステップ７０３で設定された計測データに対して、例えばＦＦＴを実施して、周波数スペクトルに変換する。ここで、周波数変換のためにＤＦＴを用いてもよい。
【０２０６】
次に、ステップ７０５において、ステップ７０４で求めた周波数スペクトル（すなわちビート周波数）のピーク検出処理を行う。
【０２０７】
次に、ステップ７０６において、アップ、ダウンの両フェーズのピークビート周波数から目標までの距離と相対速度を算出する。レンジゲートは所定の距離範囲で設定されているので、計算された距離が着目レンジゲートの距離範囲内であるかどうかをチェックし、範囲内であれば、正式にオブジェクトとして登録し、範囲外であれば、登録しないことにする。
【０２０８】
そして、ステップ７０７において、全レンジゲートについて、処理が終了したかどうかがチェックされ、終了していなければステップ７０２へ戻り、終了していれば、処理を終了する。
【０２０９】
このように、この実施の形態７によれば、レンジゲート幅が小さいとき、つまり、市街地や渋滞時での走行時または近距離の目標検知の場合には、計測用データを長く設定することにより、周波数変調幅が大きく、変調時間が長くなるので、距離及び相対速度の精度を高めることができる。また、レンジゲート幅が大きいとき、つまり高速道路の走行時または遠距離の目標検知の場合には、計測用データを短く設定することにより、周波数変調幅が小さく、変調時間が短くなるので、レンジオーバーが起こりにくく、ビート信号の対応関係が把握しやすくなる。
【０２１０】
以上説明したように、この実施の形態７に係る車載レーダ装置の計測時間変更部１２１は、レンジゲート幅に応じて実際の計測に使用するデータ（計測用データ）を変更する。すなわち、計測時間変更部１２１は、レンジゲート幅が小さいときには、計測時間を長く設定し、レンジゲート幅が大きいときには計測時間を短く設定する。
【符号の説明】
【０２１１】
１ 制御部、２ 電圧発生回路、３ 電圧制御発振器、４ 分配器、５ スイッチ、６ 送受信アンテナ、７ ミキサ、８ バンドパスフィルタ、９ アンプ、１０ Ａ／Ｄ変換器、１１ メモリ、１２ 信号処理部、１３ 一般道路判定手段、１２１ 計測時間変更部、１２２ 距離・相対速度算出部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、目標までの距離と相対速度を求めるレーダ装置において、走行環境に応じて、パルス幅及びレンジゲート（Range Gate）間隔（幅）を変更することにより、演算量を増加させることなく近距離精度と遠距離性能を両立することができる車載レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載され、アダプティブ・クルーズ・コントロール（ＡＣＣ：Adoptive Cruise Control）や衝突軽減制動装置等に用いられるレーダ装置の１つとして、目標までの距離と相対速度を同時に検出可能な周波数変調連続波（ＦＭＣＷ：Frequency Modulated Continuous Wave）方式のレーダ装置（以下、ＦＭＣＷレーダ装置と呼ぶ）が知られている。なお、ＦＭＣＷ方式とは、レーダの発信方式の１つであり、送信波と受信波（送信波が目標で反射された反射波）の周波数の差を計算することにより対象物（目標）までの距離や速度を計算できる。
【０００３】
このＦＭＣＷレーダ装置は、連続波（ＣＷ：Continuous Wave）の送信信号にＦＭ変調を加えたものである。発振器の周波数を三角波で変調し、送信アンテナから外部に放射する。その送信信号が目標で反射されて受信アンテナで受信する信号は距離による時間遅れと、相対速度に相当する周波数偏移を受ける。この周波数偏移を受けた受信信号を送信信号とミキサによりミキシングすると、ビート信号が得られる。変調サイクル毎に、周波数上昇区間のビート周波数と周波数下降区間のビート周波数を別々に測定すれば、目標までの距離と相対速度を求めることができる。なお、上述した技術は、ＦＭＣＷレーダ装置において一般的なものである。
【０００４】
上述したＦＭＣＷレーダ装置においては、目標が複数存在する場合、ビート信号が複数の目標それぞれに対して発生し、各ビート信号と各目標との対応関係を知ることが困難となる。そこで、送信信号として周波数変調された信号をパルス化して送信パルス信号とし、送信パルス信号の送信タイミングを基にして一定時間ごとに受信パルス信号のサンプリングを行うことで複数のビート信号の対応が容易となるレーダ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１記載のレーダ装置では、送信タイミングから一定時間毎にサンプリングタイミングを行うレンジゲートを設け、レンジゲート毎に目標の検出を行う。各レンジゲートが送信タイミングからどれだけ時間経過しているかによって、どの距離範囲の目標からの反射波によるビート信号であるか、ある程度絞り込めるため誤検知が低減される。また、計測用データのはじめから終わりまでのサンプリングに要した時間を計測時間とした時、計測時間をレンジゲート毎に変更することで、目標までの距離に応じた最適な距離分解能、相対速度分解能を設定でき、遠近両用のレーダを実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載のレーダ装置のような構成において、近距離の検知精度を向上させるためには、レンジゲート幅を小さくする（即ち、サンプリングタイミング間隔を小さくする）必要がある。レンジゲート幅を小さくすることにより、各レンジゲートにおいて対象としている距離範囲が狭くなることで、どの距離範囲の目標からの反射波によるビート信号であるか絞り込みやすくなり、複数のビート信号から所望の信号を特定しやすくなるためである。また、受信波強度は距離の４乗に反比例するため、レンジゲート幅を小さくすれば、特に近距離において信号処理が必要とするダイナミックレンジが小さくて済む。このことにより、信号処理において必要なビット数が減り、演算器の小型化につながる。もしくは、信号処理において、積分や増幅を実行しやすくなるので、信号処理におけるＳ／Ｎが増加し、目標検出精度が向上する。
【０００８】
近距離検知精度を保ったまま、遠距離の目標を検知しようとすると、レンジゲート数を増加させる必要がある。しかし、レンジゲート数の増加は一般的に演算量とメモリの増加につながる。演算量が増えると、必要な演算器が増え、レーダの小型化、低価格化の妨げとなる。演算器数を増やさなければ、演算時間が増え、レーダの応答性が悪化する。演算の周波数を上げるとレーダの消費電力の増大、発熱量の増大につながる。メモリの増加もレーダの小型化、低価格化の妨げとなる。
【０００９】
一方で、レンジゲート数を変えずに、遠距離の目標を検知しようとすると、レンジゲート幅を広くする必要があるが、このことは近距離検知精度を悪化させることになる。以上のことが遠近両用レーダの小型化、低価格化を困難にしていた。
【００１０】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、近距離の検知精度を向上することができるとともに、演算量を増やすことなく、遠距離の目標も検知することができる車載レーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る車載レーダ装置は、送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、車両速度検出手段から取得した自車速に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段とを設けるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る車載レーダ装置によれば、周波数変調のタイミングに合せて、送信パルス幅とサンプリングタイミングを定めるレンジゲート幅を変更する手段を設け、自車速に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更することにより、近距離での検知精度を向上させながら、演算量を増加させることなく遠距離の目標も検知することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【図２】この発明に係る車載レーダ装置の概念構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３Ｂ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３Ｃ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３Ｄ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３Ｅ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【図６Ａ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の送信パルス幅とレンジゲート幅の変更を説明するための図である。
【図６Ｂ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の送信パルス幅とレンジゲート幅の変更を説明するための図である。
【図７Ａ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置が２つの目標を検出する場合の概念図である。
【図７Ｂ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置が２つの目標を検出する場合の概念図である。
【図７Ｃ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置が２つの目標を検出する場合の概念図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置のレンジゲート幅と受信ダイナミックレンジの関係を示す図である。
【図９Ａ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【図１１Ａ】この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１１Ｂ】この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１３Ａ】この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１３Ｂ】この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１４Ｂ】この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１５Ａ】この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１５Ｂ】この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１６Ａ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１６Ｂ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図である。
【図１７Ａ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置のビート周波数の振る舞いを説明するための図である。
【図１７Ｂ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置のビート周波数の振る舞いを説明するための図である。
【図１８Ａ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置のビート周波数の振る舞いを説明するための図である。
【図１８Ｂ】この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置のビート周波数の振る舞いを説明するための図である。
【図１９】この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置のレンジゲート毎の計測用データと変調信号の関係を示す図である。
【図２１】この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の車載レーダ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１５】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置について図１から図９Ｂまでを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１６】
図１において、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置は、後述する電圧発生回路などを制御する制御部１と、三角波電圧を発生する電圧発生回路２と、周波数変調を行う電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）３と、送信電波を分配する分配器４と、端子ａ、ｂの間を切り替えるスイッチ５と、送受信アンテナ６と、ミキサ７と、バンドパスフィルタ８と、アンプ９と、受信パルス信号のサンプリングを行うアナログデジタル（Ａ／Ｄ：Analog to Digital）変換器１０と、サンプリングされた受信パルス信号を記憶するメモリ１１と、目標までの距離と相対速度を算出する信号処理部１２とが設けられている。
【００１７】
なお、制御部１は、電圧発生回路２とスイッチ５を制御し、三角波による周波数変調と送受信パルスのタイミングを生成する。同時に、制御部１は、Ａ／Ｄ変換器１０を制御し、受信パルス信号をレンジゲート毎にサンプリングするタイミングを生成する。また、信号処理部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、あるいはＣＰＵとＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、もしくはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等で構成されている。
【００１８】
図２は、この発明に係る車載レーダ装置の概念構成を示すブロック図である。
【００１９】
この発明に係るＦＭパルス方式のレーダ装置８０は、送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段８１と、周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標８３に送信する送信手段８２と、目標８３で反射した信号を受信パルスとして受信し、周波数変調された送信信号の一部と受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段８４と、送信パルスの送信タイミングを基にして、受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段８８と、設定されたレンジゲート毎に、ビート信号をサンプリングするサンプリング手段８５と、サンプリングされたビート信号に基づいて目標８３までの距離及び目標８３の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段８６と、周波数変調手段８１、送信手段８２、及びレンジゲート設定手段８８を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、車両速度検出手段から取得した自車速に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段８７とを設けたものである。
【００２０】
図１に示した各構成について、図２に示した各構成との対応関係を説明する。電圧発生回路２と電圧制御発振器３は、周波数変調手段８１を構成する。スイッチ５と送受信アンテナ６は、送信手段８２を構成する。送受信アンテナ６、スイッチ５、分配器４、ミキサ７、バンドパスフィルタ８及びアンプ９は、受信手段８４を構成する。また、Ａ／Ｄ変換器１０は、サンプリング手段８５に相当する。メモリ１１と信号処理部１２は、距離・相対速度算出手段８６を構成する。さらに、制御部１は、制御手段８７とレンジゲート設定手段８８を構成する。
【００２１】
つぎに、この実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図３Ａ−３Ｅは、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００２３】
まず、制御部１によりタイミング等が制御された電圧発生回路２が、図３Ａに示す「時間的に三角波状に変化する電圧」を発生し、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３に印加する。電圧制御発振器３は、印加された電圧に応じて、周波数が時間的に変化する周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）を生成し、分配器４へ出力する。
【００２４】
図３Ｂは、分配器４へ出力される「周波数が時間的に変化する周波数変調連続波」を示している。
【００２５】
分配器４は、入力されたＦＭＣＷの一部を送信信号として、スイッチ５の端子ａへ出力し、残りをローカル信号として、ミキサ７へ出力する。
【００２６】
スイッチ５は、端子ａへ切り替えられて所定のタイミングで所定時間だけ送受信アンテナ６に導通し、送受信アンテナ６は、パルス状の送信信号を空間に放射する。この所定のタイミング及び所定時間は制御部１からの制御信号により決定される。
【００２７】
スイッチ５は、所定時間経過後に、受信側である端子ｂへ切り替えられる。目標からの反射波は、送受信アンテナ６で受信され、図３Ｃの受信信号（破線で示す）となる（図ではパルス化されている様子は省略している）。その後、スイッチ５を介し、受信信号がミキサ７へ出力される。
【００２８】
ミキサ７は、この受信信号と分配器４が出力する図３Ｃのローカル信号（実線で示す）を入力してミキシングを行い、ビート信号を生成する。このビート信号について、時間に対する周波数変化を図３Ｄに、時間に対する電圧変化を図３Ｅにそれぞれ示す。
【００２９】
ミキサ７で生成されたビート信号は、バンドパスフィルタ８で不要な周波数成分を除去された後、アンプ９で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１０へ出力される。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器１０は、図３Ａのアップフェーズあるいはダウンフェーズの計測時間に同期してビート信号を入力し、デジタル電圧値としてメモリ１１へ出力する。このとき、サンプルタイミングは制御部１により制御される。
【００３１】
信号処理部１２は、制御部１によって、図３Ａのアップフェーズあるいはダウンフェーズの計測時間が終了した時点で、アップフェーズにおけるビート信号のデジタル電圧値あるいはダウンフェーズにおけるビート信号のデジタル電圧値を入力し、目標までの距離、相対速度や角度などを算出して、算出結果を他の装置へ出力する。
【００３２】
図４は、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図であり、この図４を用いて各信号のタイミングを詳細に説明する。
【００３３】
図４（ａ）は、前述したＶＣＯ３から出力されるＦＭ変調波（ＦＭＣＷ）を示す。この図４では、このＦＭＣＷのうち、アップフェーズに注目して説明する。
【００３４】
図４（ｂ）に示すように、アップフェーズの間に、送信パルスは所定の回数（図ではＮ回）だけ送信される。
【００３５】
図４（ｃ）に示すように、送信パルスは、パルス幅Ｔｗ、パルス周期Ｔｉで送信され、各々の送信パルスに対して、対象（即ち、目標）からの反射波（受信パルス）が受信される。
【００３６】
受信側では、図４（ｄ）に示すように、レンジゲート（０〜Ｎｒ）を設定し、レンジゲート毎にビート信号がサンプリングされる。なお、レンジゲート（Range Gate）とは、送信パルスを送出してから、反射されてくる受信パルスをサンプリングするタイミングを決めるものである。図ではレンジゲートの幅（即ち、サンプリング間隔）をＴｒとする。
【００３７】
送信パルス幅Ｔｗ及びレンジゲート幅Ｔｒは、車両速度検出手段から取得した自車速に応じて、制御部１で設定され、その設定されたタイミングでスイッチ５の切り替えによりパルスを送信し、Ａ／Ｄ変換器１０により受信信号がＡ／Ｄ変換される。
【００３８】
目標が移動する場合、ビート周波数は、以下の式（１）、（２）ように表わすことができる。
Ｕ＝ｆｒ−ｆｄ （１）
Ｄ＝ｆｒ＋ｆｄ （２）
【００３９】
ここで、Ｕは周波数上昇区間（アップフェーズ）のビート周波数、Ｄは周波数下降区間（ダウンフェーズ）のビート周波数、ｆｒは相対速度が０の時のドップラ周波数、ｆｄは相対速度に基づくドップラ周波数である。
【００４０】
従って、変調の各サイクル毎にビート周波数Ｕ、Ｄを別々に測定すれば、式（３）、（４）に示すように、ドップラ周波数ｆｒ、ｆｄと、目標までの距離Ｒと相対速度Ｖを求めることができる。
ｆｒ＝（Ｕ＋Ｄ）／２ （∝Ｒ） （３）
ｆｄ＝（Ｄ−Ｕ）／２ （∝Ｖ） （４）
【００４１】
目標までの距離Ｒと相対速度Ｖは、式（３）、（４）を詳細に書くと以下の式（５）、（６）ように表わすことができる。
Ｒ＝（ｃＴｍ／２ΔＦ）×ｆｒ （５）
Ｖ＝（ｃ／２ｆｃ）×ｆｄ （６）
【００４２】
ここで、ｃは光速、Ｔｍはフェーズ毎の計測時間、ΔＦは変調幅、ｆｃはキャリア周波数である。
【００４３】
図５は、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
次に、信号処理部１２の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。以下、それぞれのステップについて説明する。
【００４５】
まず、ステップ１０１において、アップフェーズ及びダウンフェーズでのビート信号をレンジゲート毎にサンプリングし、デジタル電圧値をメモリ１１に記録する。
【００４６】
次に、ステップ１０２において、ステップ１０１で記録した任意のレンジゲートの信号（デジタル電圧値）をメモリ１１から読み出す。
【００４７】
次に、ステップ１０３において、ステップ１０２でメモリ１１より読み出された信号に対して、例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を実施して、周波数スペクトルに変換する。ここで、周波数変換のためにＤＦＴ（Discrete Fourier transform）を用いてもよい。
【００４８】
次に、ステップ１０４において、ステップ１０３で求めた周波数スペクトル（すなわちビート周波数）のピーク検出処理を行う。
【００４９】
次に、ステップ１０５において、アップ、ダウンの両フェーズのピークビート周波数から目標までの距離と相対速度を算出する。レンジゲートは所定の距離範囲で設定されているので、計算された距離が着目レンジゲートの距離範囲内であるかどうかをチェックし、範囲内であれば、正式に目標（オブジェクト）として登録し、範囲外であれば、登録しないことにする。
【００５０】
そして、ステップ１０６において、全レンジゲートについて、処理が終了したかどうかがチェックされ、終了していなければステップ１０２へ、終了していれば、処理を終了する。
【００５１】
続いて、自車速を元にした送信パルス幅Ｔｗとレンジゲート幅Ｔｒの変更方法を具体的に説明する。
【００５２】
図６Ａ及び図６Ｂは、送信パルス幅とレンジゲート幅の変更を説明するための図である。図中の各項目（ａ）−（ｄ）は図４と同様である。また、図中のＴｗｓ、Ｔｒｓは自車速が小さい場合の送信パルス幅、レンジゲート幅を示し、Ｔｗｌ、Ｔｒｌは自車速が大きい場合の送信パルス幅、レンジゲート幅をそれぞれ示す（Ｔｗｓ＜Ｔｗｌ、Ｔｒｓ＜Ｔｒｌ）。自車速が小さい場合は、送信パルス幅とレンジゲート幅を基準送信パルス幅と基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、自車速が大きい場合は、送信パルス幅とレンジゲート幅を基準送信パルス幅と基準レンジゲート幅よりも大きく設定する。以降では、この設定の理由及び効果について説明する。なお、基準送信パルス幅と基準レンジゲート幅は、従来の送信パルス幅とレンジゲート幅である。
【００５３】
まず、自車速が小さい場合である。自車速が小さい場合は通常、一般道路を走行している場合である。そのため、車両や障害物等の目標が多く、近距離での割り込みや飛び出し等も多いため、精度良く目標を検出することが求められる。一方で、遠方の物体を検出する必要が無い。そこで、レンジゲート幅を小さく設定する。
【００５４】
レンジゲート幅を小さくすると、目標検出精度が上がることを、図７Ａ−Ｃを用いて説明する。図７Ａ−Ｃは、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置が２つの目標を検出する場合の概念図である。
【００５５】
図７Ａに示すように、目標１と目標２が自車からそれぞれ距離Ｒ１、Ｒ２だけ離れているところに、それぞれ相対速度Ｖ１、Ｖ２で存在しているとする。また、距離Ｒ１、Ｒ２はレンジゲート１の距離範囲であるとする。
【００５６】
次に、図７Ｂに示すように、目標１からビート周波数Ｕ１、Ｄ１と目標２からビート周波数Ｕ２、Ｄ２が生成されたとする。しかし、実際には、図５のステップ１０４内でアップチャープとダウンチャープのビート周波数を求めた時点ではＵ１、Ｕ２が目標１、２どちらの目標からのビート周波数か分からない。Ｄ１、Ｄ２においても同様である。そこで、図７Ｃに示すように、ビート周波数の総当りの組合せにより、式（３）、（４）、（５）、（６）から相対速度と距離を求める。
【００５７】
次に、検出結果の距離がレンジゲート１内にあるかがチェックされる。ここでは、検出結果の距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がレンジゲート１内と仮定する。Ｒ１、Ｒ２については、目標１、目標２からのビート周波数の正しい組合せＵ１、Ｄ１とＵ２、Ｄ２による算出結果なので、当然レンジゲート１内に入る。一方でＵ１、Ｄ２の組合せとＵ２、Ｄ１の組合せは誤組合せによる虚像であり、本来は存在しないため、目標として登録すると誤検出になる。Ｕ２、Ｄ１の組合せによる目標は、距離がＲ４でレンジゲート１外のため、目標としての登録から外すことができる。しかし、Ｕ１、Ｄ２の組合せによる目標は、距離Ｒ３が偶然レンジゲート１内となってしまった場合であり、目標としての登録をせざるを得ない。
【００５８】
レンジゲート幅を小さくすれば、上記のＵ１、Ｄ２の組合せによるＲ３のように、偶然に該当レンジゲート内となる確率は減り、誤検出が減る。以上より、レンジゲート幅を小さくすると、目標検出精度が上がることとなる。
【００５９】
また、レンジゲート幅を小さくすると、信号処理で必要となるダイナミックレンジが小さく済む。以下ではその理由を説明する。
【００６０】
レーダ装置で受信される電力は以下の式で表される。
Ｐｒ＝（ＰｔＧｔ２λ２σ）／（（４π）３Ｒ４） （７）
【００６１】
ここで、Ｐｒは受信電力、Ｐｔは送信電力、Ｇｔは送受信アンテナ６の利得、λは波長、σは散乱断面積である。
【００６２】
図８は、式（７）を元にレンジゲート幅と受信ダイナミックレンジの関係を示す図である。ここでは簡単のために、レンジゲート数が３の例を示す。図中Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３はそれぞれレンジゲート幅が大きい設定のときのレンジゲート０、１、２の信号処理に必要なダイナミックレンジ（以降、単にダイナミックレンジと呼ぶ）である。同様に、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６はそれぞれレンジゲート幅が小さい設定のときのレンジゲート０、１、２のダイナミックレンジである。
【００６３】
レンジゲート幅の設定が大きい場合も、小さい場合もレンジゲート０が最もダイナミックレンジが広いことが分かる。これは、式（７）において、受信電力が距離の４乗に反比例しているためである。このことは、レンジゲート数が３以上の場合も同様であり、レンジゲート０が最もダイナミックレンジが広いと言える。この、各レンジゲート幅の設定において最大のダイナミックレンジとなるレンジゲート０について、レンジゲート幅の設定が小さい場合のダイナミックレンジＤ４はレンジゲート幅の設定が大きい場合のダイナミックレンジＤ１より小さくなる。
【００６４】
ダイナミックレンジが小さくなると、信号処理に必要なビット数が減り、演算器の規模が小さくなる。もしくは、信号処理において信号の増幅が容易となり、Ｓ／Ｎ比向上による精度向上が期待できる。
【００６５】
以上のように近距離において、レンジゲート幅を小さくすると、信号処理に必要なダイナミックレンジが小さくなり、回路規模の削減、もしくは精度の向上が期待できる。以上が、自車速が小さい場合にレンジゲート幅を小さくすることの効果である。
【００６６】
次に、自車速が大きい場合を説明する。自車速が大きい場合は主に高速道路を走行している場合であり、一般的に車両や障害物等の目標が少なく、近距離での割り込みや飛び出し等も少ない。一方で、遠方の目標を検出する必要がある。そこで、レンジゲート幅を大きく設定する。レンジゲート幅を大きくすれば、遠くの目標を検知することができる。また、レンジゲート数は変わらないので、演算量が増えることもない。
【００６７】
レンジゲート幅の変更に合せて、送信パルス幅も変更する。送信パルス幅は基準レンジゲート幅Ｔｒ１つ分（１×Ｔｒ）よりも大きく、基準レンジゲート幅Ｔｒ２つ分（２×Ｔｒ）よりも小さく設定する。このように送信パルス幅をレンジゲート幅と同時に変更することで、目標からの反射波を確実にサンプリングし、同一目標からの反射波が複数のレンジゲートにおいてサンプリングされるのを軽減することができる。
【００６８】
図９Ａ及び図９Ｂは、この発明の実施の形態１に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。以下、それぞれのステップについて説明する。
【００６９】
まず、ステップ１５１において、制御部１は、車両に設置された速度センサ等の車両速度検出手段から取得した、目標検出のスタート時点の自車速Ｖをメモリ１１に記憶する。
【００７０】
次に、ステップ１５２において、制御部１は、電圧発生回路２に所定の電圧が発生させる。この電圧によって電圧制御発振器３は所定の周波数を発生する。
【００７１】
次に、ステップ１５３において、制御部１は、スイッチ５を端子ａに切り替えて送信パルスを発生させる。
【００７２】
次に、ステップ１５４において、制御部１は、ステップ１５１で記憶した自車速Ｖと速度閾値を比較し、自車速Ｖが速度閾値以下ならば、ステップ１５５へ進み、自車速Ｖが速度閾値より大きい場合には、ステップ１５６へ進む。
【００７３】
次に、ステップ１５５において、制御部１は、パルス幅Ｔｗｓの送信パルスを発生させて、ステップ１５７へ進む。
【００７４】
一方、ステップ１５６において、制御部１は、パルス幅Ｔｗｌの送信パルスを発生させる。
【００７５】
次に、ステップ１５７において、制御部１は、スイッチ５を端子ｂに切り替えてパルス送信を終了する。
【００７６】
次に、ステップ１５８において、Ａ／Ｄ変換器１０は、受信波のサンプリングを行い、メモリ１１に記憶する。
【００７７】
次に、ステップ１５９において、制御部１は、ステップ１５１で記憶した自車速Ｖと速度閾値を比較し、自車速Ｖが速度閾値以下ならばステップ１６０へ進み、自車速Ｖが速度閾値より大きい場合には、ステップ１６１へ進む。
【００７８】
次に、ステップ１６０において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｓだけ待ち、ステップ１６２へ進む。
【００７９】
一方、ステップ１６１において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｌだけ待つ。
【００８０】
次に、ステップ１６２において、制御部１は、Ａ／Ｄ変換器１０がレンジゲートＮｒ分の回数のサンプリングを終了していなければ、ステップ１５８へ、終了していればステップ１６３で次の送信パルス発生までの所定の時間だけ待つ。
【００８１】
次に、ステップ１６４において、制御部１は、アップチャープ、ダウンチャープの両フェーズにて、所定の回数のパルス送信を行ったか判断し、所定の回数のパルス送信を行った場合には、次のステップ１６２へ、行っていない場合には、ステップ１５２へ戻り、電圧発生回路２に所定の電圧を再設定する。
【００８２】
なお、ステップ１６５−ステップ１６９は、図５のステップ１０２−ステップ１０６と同様であるため、説明を省略する。
【００８３】
この実施の形態１では、ステップ１５７とステップ１５８の間に、ミキサ７、バンドパスフィルタ８及びアンプ９を構成する回路による遅延時間分の待機時間を挿入しても良い。
【００８４】
また、この実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換器１０によるサンプリングタイミングを各レンジゲートの始めとする例を説明したが、対応するレンジゲート内ならばどこでもよい。
【００８５】
以上、本実施の形態１によれば、自車速によりレンジゲート幅を変更でき、自車速が小さい場合はレンジゲート幅を小さく、自車速が大きい場合はレンジゲート幅を大きく設定しているので、近距離において目標の検出精度を向上させながら、演算量を増加させることなく遠距離の目標を検知することができる。
【００８６】
また、レンジゲート幅に合せて送信パルス幅を変更することにより、目標からの反射波を確実にサンプリングし、同一目標からの反射波が複数のレンジゲートにおいてサンプリングされるのを軽減することができる。
【００８７】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る車載レーダ装置について説明する。この発明の実施の形態２に係る車載レーダ装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【００８８】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。この実施の形態２では、先行車の距離に基づいて、送信パルス幅及びレンジゲート幅を設定することを特徴とする。
【００８９】
この実施の形態２では、先行車の距離によって、制御部１がスイッチ５及びＡ／Ｄ変換器１０を制御することにより、送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する。先行車の距離は、例えば信号処理部１２が式（５）により算出した結果から得る。
【００９０】
先行車の距離に基づいた送信パルス幅及びレンジゲート幅の設定方法を具体的に説明する。
【００９１】
制御部１は、信号処理部１２から取得した先行車の距離が近い場合は、衝突の危険性が高いと判断し、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも小さく設定して、検出精度を上げる。制御部１は、先行車の距離が遠い、もしくは先行車がない場合には、遠距離の目標を検知するために送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも大きく設定する。
【００９２】
また、制御部１は、先行車の距離がいずれの場合でも、送信パルス幅を基準レンジゲート幅よりも大きく、基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する。
【００９３】
このように、この実施の形態２によれば、実際に検出している目標の距離に応じて、検出精度を変化させるので、例えば、高速道路の走行時に急な割り込みが発生した場合に、検出精度を上げることができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態２に係る車載レーダ装置の制御部１は、先行車の距離に基づいて、送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する。
【００９５】
すなわち、制御部１は、先行車の距離が距離閾値以下の場合には、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、先行車の距離が距離閾値よりも大きい場合には、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも大きく設定する。
【００９６】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置について図１０から図１１Ｂまでを参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【００９７】
この実施の形態３では、自車両が一般道路又は高速道路を走行中かを判定する一般道路判定手段１３の判定結果に基づいて、制御部１が、送信パルス幅とレンジゲート幅を変更することを特徴とする。
【００９８】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。一般道路判定手段１３は、自車速と先行車の距離により一般道路又は高速道路を走行中かを判定する。すなわち、一般道路判定手段１３は、信号処理部１２から取得した先行車の距離が距離閾値以下の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定するとともに、先行車の距離が距離閾値よりも大きく、かつ車両速度検出手段から取得した自車速が速度閾値以下の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定する。一方、一般道路判定手段１３は、先行車の距離が距離閾値よりも大きく、かつ自車速が速度閾値よりも大きい場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する。
【００９９】
制御部１は、一般道路判定手段１３が一般道路を走行中と判定すれば、近距離精度を重視して、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも小さく設定する。一方、制御部１は、一般道路判定手段１３が高速道路を走行中と判定すれば、遠距離の目標検知を重視して、送信パルス幅及びレンジゲート幅を基準送信パルス幅及び基準レンジゲート幅よりも大きく設定する。
【０１００】
また、制御部１は、一般道路判定手段１３の判定がいずれの場合でも、送信パルス幅を基準レンジゲート幅よりも大きく、基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する。
【０１０１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、この発明の実施の形態３に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。
【０１０２】
まず、ステップ３０１において、一般道路判定手段１３は、信号処理部１２から取得した先行車の距離と距離閾値を比較し、先行車の距離が距離閾値以下ならば、ステップ３０３へ進み、先行車の距離が距離閾値よりも大きい場合には、ステップ３０２へ進む。
【０１０３】
次に、ステップ３０２において、一般道路判定手段１３は、車両速度検出手段から取得した自車速と速度閾値を比較し、自車速が速度閾値以下ならば、ステップ３０３へ進み、自車速が速度閾値よりも大きい場合には、ステップ３０４へ進む。
【０１０４】
次に、ステップ３０３において、一般道路判定手段１３は、一般道路フラグをＯＮにして、ステップ３０５へ進む。
【０１０５】
次に、ステップ３０４において、一般道路判定手段１３は、一般道路フラグをＯＦＦにする。
【０１０６】
次に、ステップ３０５において、制御部１は、電圧発生回路２に所定の電圧を発生させる。この電圧によって電圧制御発振器３は、所定の周波数を発生する。
【０１０７】
次に、ステップ３０６において、制御部１は、スイッチ５を端子ａに切り替えて送信パルスを発生させる。
【０１０８】
次に、ステップ３０７において、制御部１は、一般道路フラグがＯＮかどうかを判断し、一般道路フラグがＯＮならば、ステップ３０８へ進み、一般道路フラグがＯＦＦならば、ステップ３０９へ進む。
【０１０９】
次に、ステップ３０８において、制御部１は、パルス幅Ｔｗｓの送信パルスを発生させて、ステップ３１０へ進む。
【０１１０】
次に、ステップ３０９において、制御部１は、パルス幅Ｔｗｌの送信パルスを発生させる。
【０１１１】
次に、ステップ３１０において、制御部１は、スイッチ５を端子ｂに切り替えてパルス送信を終了する。
【０１１２】
次に、ステップ３１１において、Ａ／Ｄ変換器１０は、受信波サンプリングを行い、メモリ１１に記憶する。
【０１１３】
次に、ステップ３１２において、制御部１は、一般道路フラグがＯＮかどうかを判断し、一般道路フラグがＯＮならば、ステップ３１３へ進み、一般道路フラグがＯＦＦならば、ステップ３１４へ進む。
【０１１４】
次に、ステップ３１３において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｓだけ待って、ステップ３１５へ進む。
【０１１５】
次に、ステップ３１４において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｌだけ待つ。
【０１１６】
なお、ステップ３１５−ステップ３２２は、図９Ａ、図９Ｂのステップ１６２−ステップ１６９と同様であるため、説明を省略する。
【０１１７】
この実施の形態３では、ステップ３１０とステップ３１１の間に、ミキサ７、バンドパスフィルタ８及びアンプ９を構成する回路による遅延時間分の待機時間を入れても良い。
【０１１８】
また、この実施の形態３では、Ａ／Ｄ変換器１０によるサンプリングタイミングを各レンジゲートの始めとする例を説明したが、対応するレンジゲート内ならばどこでもよい。
【０１１９】
このように、本実施の形態３によれば、自車速と先行車の距離により一般道路を走行中か否かの判定を行い、その判定結果に基づき送信パルス幅及びレンジゲート幅を設定しているので、走行状態に応じて適切に近距離精度を向上させることができる。このことは、飛び出しや割り込みが発生しやすい一般道路を走行中にも関わらず、先行車の距離が遠い場合に有効である。また、高速道路を走行中でも、急な割り込みが発生した場合にも近距離精度を向上させることができる。
【０１２０】
この実施の形態３に係る車載レーダ装置の一般道路判定手段１３は、一般道路、あるいは高速道路を走行中かどうかの判定基準として、例えば目標を検知する信号処理部１２から取得した目標数を加えてもよい。すなわち、一般道路判定手段１３は、目標数が目標閾値以上ならば、自車両が一般道路を走行中と判定し、目標数が目標閾値よりも小さい場合は、自車両が高速道路を走行中と判定する。
【０１２１】
また、一般道路判定手段１３は、一般道路又は高速道路を走行中かどうかの判定基準として、ナビゲーションシステムからの情報を加えて自車両が一般道路又は高速道路を走行中と判定してもよい。
【０１２２】
さらに、一般道路判定手段１３は、一般道路又は高速道路を走行中かどうかの判定基準として、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection system）車載器からの情報を加えてもよい。この例では、一般道路判定手段１３は、ＥＴＣ車載器が高速道路から出たと判定した場合には、自車両が一般道路を走行中と判定し、ＥＴＣ車載器が高速道路に進入したと判定した場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する。このＥＴＣは、有料道路を利用する際に料金所で停止することなく通過できるシステムで、無線通信を利用して車両と料金所のシステムが必要な情報を交換し、料金の収受を行う。なお、有料道路のほとんどは高速道路である。
【０１２３】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置について図１２から図１３Ｂまでを参照しながら説明する。この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【０１２４】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。この実施の形態４では、レンジゲート毎に、レンジゲート幅を変更することを特徴とする。
【０１２５】
制御部１は、ＦＭ変調期間において、送信パルスを送信後、所定の時間経過前はサンプリング間隔を短く設定し（即ち、レンジゲート幅を小さく設定し）、所定の時間経過後はサンプリング間隔を長く設定する（即ち、レンジゲート幅を長く設定する）。
【０１２６】
図１２は、この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図であり、各項目（ａ）−（ｄ）は図４と同一である。ここでは、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの２つに大きくわけており、例えばレンジゲート０，１を近距離レンジゲート、２〜Ｎｒを遠距離レンジゲートとしている。
【０１２７】
図１２に示すように、近距離レンジゲートは基準レンジゲート幅よりも小さいレンジゲート幅Ｔｒｓとして、近距離検知精度を向上し、遠距離レンジゲートは基準レンジゲート幅よりも大きいレンジゲート幅Ｔｒｌとして、遠距離の目標を検知可能にしている。送信パルス幅Ｔｗは遠距離レンジゲートで受信パルスがサンプリングできるように、遠距離レンジゲート幅Ｔｒｌよりも大きく設定する。
【０１２８】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、この発明の実施の形態４に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。以下、それぞれのステップについて説明する。
【０１２９】
まず、ステップ４０１において、制御部１は、電圧発生回路２に所定の電圧を発生させる。この電圧によって電圧制御発振器３は、所定の周波数を発生する。
【０１３０】
次に、ステップ４０２において、制御部１は、スイッチ５を端子ａに切り替える。
【０１３１】
次に、ステップ４０３において、制御部１は、パルス幅Ｔｗの送信パルスを発生させる。
【０１３２】
次に、ステップ４０４において、制御部１は、スイッチ５を端子ｂに切り替えてパルス送信を終了する。
【０１３３】
次に、ステップ４０５において、Ａ／Ｄ変換器１０は、受信波サンプリングを行い、メモリ１１に記憶する。
【０１３４】
次に、ステップ４０６において、制御部１は、レンジゲート２のサンプリングを終了したかどうかを判定し、終了していなければ、ステップ４０７へ進み、終了していれば、ステップ４０８へ進む。
【０１３５】
次に、ステップ４０７において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｓだけ待つ。その後、ステップ４０９へ進む。
【０１３６】
次に、ステップ４０８において、制御部１は、レンジゲート幅Ｔｒｌだけ待つ。
【０１３７】
次に、ステップ４０９において、制御部１は、レンジゲートＮｒ分の回数のサンプリングを終了していなければ、ステップ４０５へ戻り、終了していれば、次のステップ４１０で次の送信パルス発生までの所定の時間だけ待つ。
【０１３８】
ステップ４１１において、制御部１は、アップチャープ、ダウンチャープの両フェーズにて、所定の回数のパルス送信を行ったか判断し、所定の回数のパルス送信を行った場合には、次のステップ４１２へ進み、行っていない場合には、ステップ４０１へ戻り、電圧発生回路２に所定の電圧を再設定する。
【０１３９】
なお、ステップ４１２−ステップ４１６は、図５のステップ１０２−ステップ１０６と同様であるため、説明を省略する。
【０１４０】
この実施の形態４では、レンジゲート０、１が近距離レンジゲート、２〜Ｎｒが遠距離レンジゲートの例を説明したが、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの割合は任意の設定が可能である。
【０１４１】
また、図１３Ａにおいて、ステップ４０４とステップ４０５の間に、ミキサ７、バンドパスフィルタ８及びアンプ９を構成する回路による遅延時間分の待機時間を挿入しても良い。
【０１４２】
さらに、この実施の形態４では、Ａ／Ｄ変換器１０によるサンプリングタイミングを各レンジゲートの始めとする例を説明したが、対応するレンジゲート内ならばどこでもよい。
【０１４３】
この実施の形態４によれば、レンジゲートを近距離と遠距離とに分け、近距離レンジゲートはレンジゲート幅を小さく、遠距離レンジゲートはレンジゲート幅を大きく設定することで、近距離の目標に対しては検知精度を向上させるとともに、演算量の増加を抑えながら、遠距離の目標も同時に検知することができる。このことは、広角な近距離検知範囲を持ちながら、遠距離も検知できるレーダ装置のように、近距離にある目標と遠距離にある目標を同時に検知する場合に有効である。
【０１４４】
以上説明したように、この実施の形態４に係る車載レーダ装置の制御部１は、レンジゲート毎にレンジゲート幅を変更する。すなわち、制御部１は、近距離レンジゲートはレンジゲート幅を小さくし、遠距離レンジゲートはレンジゲート幅を大きく設定する。また、送信パルス幅を最大のレンジゲート幅よりも大きくなるように設定する。
【０１４５】
また、この実施の形態４では、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートのように２種類のレンジゲートを設定したが、３種類以上の複数のレンジゲート幅を設定しても良い。このとき、遠距離にあるレンジゲートほどレンジゲート幅が大きくなるように設定する。
【０１４６】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置について図１４Ａから図１５Ｂまでを参照しながら説明する。この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【０１４７】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。この実施の形態５では、レンジゲート毎に、レンジゲート幅を変更し、かつ自車速に基づきレンジゲート幅を変更することを特徴とする。以下では説明を簡単にするため、レンジゲート幅は近距離レンジゲート及び遠距離レンジゲートの２種類の例を説明する。
【０１４８】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図であり、各項目（ａ）−（ｄ）は図４と同一である。近距離レンジゲートのレンジゲート幅をＴｒｓ、遠距離レンジゲートのレンジゲート幅をＴｒｌとする。このとき、Ｔｒｓ＜Ｔｒｌとする。
【０１４９】
自車速が小さいときは、例えばレンジゲート０−３を近距離レンジゲート、レンジゲート４−Ｎｒを遠距離レンジゲートというように、近距離レンジゲートを多くする。自車速が大きいときは、例えばレンジゲート０、１を近距離レンジゲート、レンジゲート３−Ｎｒを遠距離レンジゲートというように、遠距離レンジゲートを多くする。例えば、Ｎｒ＝９の場合、自車速が小さいときは、近距離レンジゲート数が４、遠距離レンジゲート数６となり、自車速が大きいときは、近距離レンジゲート数が２、遠距離レンジゲート数８となる。基準近距離レンジゲート数を３、基準遠距離レンジゲート数を７とすると、制御部１は、自車速が速度閾値以下の場合には、近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも多く設定するとともに、遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも少なく設定し、自車速が前記速度閾値より大きい場合には、近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも少なく設定するとともに、遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも多く設定する。なお、送信パルス幅Ｔｗは遠距離レンジゲートのレンジゲート幅Ｔｒｌ以上とする。
【０１５０】
自車速に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更することで、近距離精度を向上させながら遠距離の目標を同時に検知することができ、さらに、走行状態に応じて、近距離または遠距離どちらを重視するかを変更することができる。
【０１５１】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、この発明の実施の形態５に係る車載レーダ装置の詳細な動作を示すフローチャートである。以下、それぞれのステップについて説明する。
【０１５２】
まず、ステップ５０１において、制御部１は、車両に設置された速度センサ等の車両速度検出手段から取得した、目標検出のスタート時点の自車速Ｖをメモリ１１に記憶する。
【０１５３】
次に、ステップ５０２において、制御部１は、電圧発生回路２に所定の電圧を発生させる。この電圧によって電圧制御発振器３は、所定の周波数を発生する。
【０１５４】
次に、ステップ５０３において、制御部１は、スイッチ５を端子ａに切り替えて送信パルスを発生させる。
【０１５５】
次に、ステップ５０４において、制御部１は、パルス幅Ｔｗの送信パルスを発生させる。
【０１５６】
次に、ステップ５０５において、制御部１は、スイッチ５を端子ｂに切り替えてパルス送信を終了する。
【０１５７】
次に、ステップ５０６において、Ａ／Ｄ変換器１０は、受信波サンプリングを行い、メモリ１１に記憶する。
【０１５８】
次に、ステップ５０７において、制御部１は、ステップ５０１で記憶した自車速Ｖと速度閾値を比較し、自車速Ｖが速度閾値以下ならば、ステップ５０８へ進み、自車速Ｖが速度閾値よりも大きい場合には、ステップ５０９へ進む。
【０１５９】
次に、ステップ５０８において、制御部１は、レンジゲート４のサンプリングが終了しているかどうかを判断する。レンジゲート４のサンプリングが終了していなければ、ステップ５１０へ進み、レンジゲート４のサンプリングが終了していれば、ステップ５１１へ進む。
【０１６０】
次に、ステップ５０９において、制御部１は、レンジゲート２のサンプリングが終了しているかどうかを判断する。レンジゲート２のサンプリングが終了していなければ、ステップ５１０へ進み、レンジゲート２のサンプリングが終了していれば、ステップ５１１へ進む。
【０１６１】
次に、ステップ５１０において、制御部１は、近距離レンジゲート幅Ｔｒｓだけ待つ、その後、ステップ５１２へ進む。
【０１６２】
次に、ステップ５１１において、制御部１は、遠距離レンジゲート幅Ｔｒｌだけ待つ。
【０１６３】
次に、ステップ５１２において、制御部１は、レンジゲートＮｒ分の回数のサンプリングを終了していなければ、ステップ５０６へ戻り、終了していれば、次のステップ５１３で次の送信パルス発生までの所定の時間だけ待つ。
【０１６４】
ステップ５１４において、制御部１は、アップチャープ、ダウンチャープの両フェーズにて、所定の回数のパルス送信を行ったか判断し、所定の回数のパルス送信を行った場合には、次のステップ５１５へ進み、行っていない場合には、ステップ５０２へ戻り、電圧発生回路２に所定の電圧を再設定する。
【０１６５】
なお、ステップ５１５−ステップ５１９は、図５のステップ１０２−ステップ１０６と同様であるため、説明を省略する。
【０１６６】
このように、この実施の形態５によれば、自車速に応じて近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの数を変更するので、近距離精度を向上しながら、遠距離の目標を同時に検知可能であり、さらに、走行状態に応じて近距離と遠距離どちらを重視するかを選択できる。
【０１６７】
この実施の形態５に係る車載レーダ装置の制御部１は、自車速に応じて近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの数を変更する。すなわち、制御部１は、自車速が小さい場合は近距離レンジゲートを多く設定し、自車速が大きい場合は遠距離レンジゲートを多く設定する。
【０１６８】
なお、この実施の形態５では、自車速に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更する例を説明したが、先行車の距離に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更してもよい。このとき、制御部１は、先行車の距離が近い場合、すなわち、先行車の距離が距離閾値以下の場合には、近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも多く設定するとともに、遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも少なく設定し、先行車の距離が遠い場合、すなわち、先行車の距離が距離閾値よりも大きい場合には、近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも少なく設定するとともに、遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも多く設定する。
【０１６９】
先行車の距離に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更することにより、高速道路での割り込みなど、先行車の距離が近く、衝突の危険性が高いときに、近距離検知精度を向上させることができる。また、先行車の距離が遠い場合には遠距離の目標を検知することができる。
【０１７０】
以上示したように、この実施の形態５の制御部１は、先行車の距離に応じて近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの数を変更する。すなわち、制御部１は、先行車の距離が近い場合には、近距離レンジゲートを多く設定し、先行車の距離が遠い場合には、遠距離レンジゲートを多く設定する。
【０１７１】
なお、この実施の形態５では、自車速、または先行車の距離に基づき、近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更する例を説明したが、目標検知数、ナビゲーションシステムの情報、ＥＴＣ車載器の情報を基に近距離レンジゲート数と遠距離レンジゲート数を変更しても良い。
【０１７２】
また、この実施の形態５では、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートのように２種類のレンジゲートを設定したが、３種類以上のレンジゲート幅を設定しても良い。その場合、送信パルス幅は最大のレンジゲート幅よりも大きく設定する。
【０１７３】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置について図１６Ａから図１８Ｂまでを参照しながら説明する。この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【０１７４】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、この発明の実施の形態６に係る車載レーダ装置の動作の各タイミング説明するための図であり、各項目（ａ）−（ｄ）は図４と同一である。
【０１７５】
この実施の形態６では、制御部１は、レンジゲート幅と同時に、周波数変調幅、変調時間を変更することを特徴とする。制御部１は、レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定した場合は、周波数変調幅を基準周波数変調幅よりも大きく設定し（ΔＦｓ）、変調時間を基準変調時間よりも長く設定する（Ｔｍｓ）。また、制御部１は、レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも大きく設定した場合は、周波数変調幅を基準周波数変調幅よりも小さく設定し（ΔＦｌ）、変調時間を基準変調時間よりも短く設定する（Ｔｍｌ）。ここで、ΔＦｓ＞ΔＦｌ、Ｔｍｓ＞Ｔｍｌである。
【０１７６】
このように設定する効果について説明する。車載レーダ装置において、目標までの距離Ｒ及び相対速度Ｖは、式（５）及び式（６）のように表せることは前述の通りである。今、各フェーズで得られたビート信号の周波数を、ＦＦＴを用いて求めることを考えると、ＦＦＴ後の周波数の刻み幅（以下、周波数ビンと呼ぶ）は、計測時間（Ｔｍ）によって決まり、１／Ｔｍで与えられる。
【０１７７】
距離分解能ΔＲ、相対速度分解能ΔＶは、周波数ビン当たりの距離及び相対速度と考えられるから、式（５）、式（６）より、以下のように与えられる。
ΔＲ＝（ｃＴｍ／２ΔＦ）×（１／Ｔｍ）＝ｃ／２ΔＦ （８）
ΔＶ＝（ｃ／２ｆｃ）×（１／Ｔｍ） （９）
【０１７８】
なお、式（８）は、式（５）において１ビン当たりの周波数（＝１／Ｔｍ）をｆｒに代入したものであり、式（９）は、式（６）において１ビン当たりの周波数（＝１／Ｔｍ）をｆｄに代入したものである。
【０１７９】
式（８）、式（９）から、周波数変調幅（ΔＦ）が大きいほど、距離分解能（ΔＲ）は高くなり、変調時間が長いほど、相対速度分解能（ΔＶ）が高くなる。
【０１８０】
レンジゲート幅が小さい設定のときは、通常、一般道路を走行している場合であり、近距離における精度が必要となる。この実施の形態６のように、レンジゲート幅が小さい設定のときに、周波数変調幅を大きく、変調時間を長く設定すれば、距離分解能及び相対速度分解能が高くなり、さらなる精度向上が期待できる。
【０１８１】
一方、遠距離レンジゲートでは、距離分解能及び相対速度分解能が低い設定となる。ここで、ビート周波数のとり得る範囲について考える。例として、ＦＦＴ点数を５１２、ΔＦ＝１５０［ＭＨｚ］、Ｔｍ＝７［ｍｓ］、ｆｃ＝７６．５［ＧＨｚ］、Ｃ＝３×１０８［ｍ／ｓ］とすると、ΔＲ＝１［ｍ］、 ΔＶ＝１［ｋｍ／ｓ］となる。
【０１８２】
ＦＦＴへ入力するビート信号は実数であるので、ＦＦＴで変換されるスペクトルは０Ｈｚを中心に対称となる。よって、５１２点数のＦＦＴの場合には、０〜２５５周波数ビンまでが有効となる。
【０１８３】
例えば、「Ｒ＝１５０ｍ、Ｖ＝０ｋｍ／ｓの目標が存在する」とすると、アップフェーズおよびダウンフェーズにおける目標相当の周波数ビンは、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すようになる。すなわち、Ｕｂｉｎ＝１５０、Ｄｂｉｎ＝１５０となる。
【０１８４】
別な例として、Ｒ＝２００ｍ、Ｖ＝１５０ｋｍ／ｓで接近してくる目標の場合には、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すようになる。すなわち、Ｕｂｉｎ＝５０、Ｄｂｉｎ＝１６０となり、Ｄｂｉｎが２５５ｂｉｎを基準とした折り返しの位置に現れる。
【０１８５】
この折り返し現象のことをレンジオーバーと呼ぶことにする。このような場合、Ｄｂｉｎについては、折り返しにより１６０ｂｉｎにあるのか、元々１６０ｂｉｎにあるのかの区別が付かないため、双方を想定した処理が必要となり、処理負荷が高くなり、望ましくない。
【０１８６】
レンジオーバーを回避するためには、距離分解能ΔＲ及び相対速度分解能ΔＶを低く設定することが有効である。例えば、ＦＦＴ点数を５１２、ΔＦ＝７５［ＭＨｚ］、Ｔｍ＝３．５［ｍｓ］、ｆｃ＝７６．５［ＧＨｚ］、Ｃ＝３×１０８［ｍ／ｓ］とすると、ΔＲ＝２［ｍ］、ΔＶ＝２［ｋｍ／ｓ］となる。
【０１８７】
Ｒ＝２００ｍ、Ｖ＝１５０ｋｍ／ｓで接近してくる目標の場合には、Ｕｂｉｎ＝２５、Ｄｂｉｎ＝１７５となり、レンジオーバーを防ぐことができる。
【０１８８】
レンジゲート幅が大きい設定のときは、一般的に高速道路を走行してる場合であり、先行車との距離範囲及び相対速度範囲が広いため、レンジオーバーが起こりやすい。この実施の形態６では、レンジゲート幅が大きい設定のときに、周波数変調幅を小さく、変調時間を短く設定すれば、レンジオーバーが起こりにくく、ビート信号の対応関係が把握しやすくなる。
【０１８９】
このように、この実施の形態６によれば、レンジゲート幅が小さいときには周波数変調幅を大きく、変調時間を長く設定するので、市街地や渋滞時での走行時において、距離及び相対速度の精度を高めることができる。また、レンジゲート幅が大きいときには周波数変調幅を小さく、変調時間を短く設定するので、高速道路走行時において、レンジオーバーが起こりにくく、ビート信号の対応関係が把握しやすくなる。
【０１９０】
以上説明したように、この実施の形態６に係る車載レーダ装置の制御部１は、レンジゲート幅に応じて、周波数変調幅及び変調時間を変更する。すなわち、制御部１は、レンジゲート幅が小さいときは、周波数変調幅を大きくし、変調時間を長く設定する。レンジゲート幅が大きいときは、周波数変調幅を小さくし、変調時間を短く設定する。
【０１９１】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置について図１９から図２１までを参照しながら説明する。図１９は、この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置の構成を示す図である。
【０１９２】
この実施の形態７に係る車載レーダ装置は、レンジゲート幅により、実際の計測に使用するデータ（計測用データ）を変更する。
【０１９３】
上記の実施の形態１と異なる部分のみを説明する。制御部１からのレンジゲート幅の設定にしたがって、Ａ／Ｄ変換器１０によりサンプリングされたデータはメモリ１１に記憶される。
【０１９４】
計測時間変更部（計測時間変更手段）１２１は、信号処理部１２に搭載されているソフトウェアであり、メモリ１１に格納されているサンプリングデータを基にしてフーリエ変換の入力として用いる計測用データ（即ち、目標までの距離や目標の速度を計測するためのデータ）を設定し、計測用データの始めから終わりまでのサンプリングに要した時間を計測時間とした場合、レンジゲート幅によって計測時間を変更する。
【０１９５】
距離・相対速度算出部１２２は、信号処理部１２に搭載されているソフトウェアであり、ビート信号により目標までの距離と相対速度を求めるものである。
【０１９６】
この実施の形態７に係る車載レーダ装置の動作は、図１２と同様である。ここでは、例として、アップフェーズの送信パルス数Ｎ＝１０２３点、レンジゲート幅を２種類とし、レンジ０、１を近距離レンジゲート（レンジゲート幅Ｔｒｓ）、レンジ２〜Ｎを遠距離レンジゲート（レンジゲート幅Ｔｒｌ）とする。なお、Ｔｒｓ＜Ｔｒｌである。
【０１９７】
以下では、計測時間変更部１２１の計測時間変更方法を具体的に説明する。図２０は、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの計測用データと変調信号との関係を示している。図２０に示したデータ＃０、＃１、・・・＃１０２３は、図１２に示した送信パルス０、１、・・・１０２３点（ただし、Ｎ＝１０２３）に対応している。
【０１９８】
図２０に示すように、近距離レンジゲートでは、アップフェーズ全域にわたって取得されたサンプリングデータ（＃０〜＃１０２３）を計測用データとして使用し、遠距離レンジゲートでは、アップフェーズの半分の範囲のサンプリングデータ（＃０〜＃５１１）を計測用データとして使用する。
【０１９９】
この結果、近距離レンジゲートでは、計測時間はＴｍ、周波数変調幅はΔＦ、遠距離レンジゲートでは、計測時間はＴｍ／２、周波数変調幅はΔＦ／２となる。上記の実施の形態６でも述べたように、近距離レンジゲートでは計測時間が長く、周波数変調幅が大きく設定しているので、距離分解能と速度分解能が高くなり、近距離の目標に対する精度が向上する。一方、遠距離レンジゲートでは計測時間を短く、周波数変調幅を小さく設定しているので、レンジオーバーが起こりにくく、ビート信号の対応関係が把握しやすくなる。
【０２００】
さらに、レンジゲートに応じて計測用データを変更するので、１回の計測に対して、異なるレンジゲート幅を複数（この実施の形態７では、近距離レンジゲートと遠距離レンジゲートの２種類）持つことも可能である。そのようにすることで、近距離レンジゲートはレンジゲート幅を小さく、遠距離レンジゲートはレンジゲート幅を大きく設定することができ、近距離の目標に対しては精度が良く、同時に遠距離の目標も検知することができる。
【０２０１】
図２１は、この発明の実施の形態７に係る車載レーダ装置の信号処理部の動作を示すフローチャートである。
【０２０２】
まず、ステップ７０１において、アップフェーズ及びダウンフェーズでのビート信号をレンジゲート毎にサンプリングし、デジタル電圧値をメモリ１１に記録する。
【０２０３】
次に、ステップ７０２において、任意のレンジゲートの信号をメモリ１１から読み出す。
【０２０４】
次に、ステップ７０３において、ステップ７０２で読み出したデータに対して、レンジゲートに応じて計測データを設定する。
【０２０５】
次に、ステップ７０４において、ステップ７０３で設定された計測データに対して、例えばＦＦＴを実施して、周波数スペクトルに変換する。ここで、周波数変換のためにＤＦＴを用いてもよい。
【０２０６】
次に、ステップ７０５において、ステップ７０４で求めた周波数スペクトル（すなわちビート周波数）のピーク検出処理を行う。
【０２０７】
次に、ステップ７０６において、アップ、ダウンの両フェーズのピークビート周波数から目標までの距離と相対速度を算出する。レンジゲートは所定の距離範囲で設定されているので、計算された距離が着目レンジゲートの距離範囲内であるかどうかをチェックし、範囲内であれば、正式にオブジェクトとして登録し、範囲外であれば、登録しないことにする。
【０２０８】
そして、ステップ７０７において、全レンジゲートについて、処理が終了したかどうかがチェックされ、終了していなければステップ７０２へ戻り、終了していれば、処理を終了する。
【０２０９】
このように、この実施の形態７によれば、レンジゲート幅が小さいとき、つまり、市街地や渋滞時での走行時または近距離の目標検知の場合には、計測用データを長く設定することにより、周波数変調幅が大きく、変調時間が長くなるので、距離及び相対速度の精度を高めることができる。また、レンジゲート幅が大きいとき、つまり高速道路の走行時または遠距離の目標検知の場合には、計測用データを短く設定することにより、周波数変調幅が小さく、変調時間が短くなるので、レンジオーバーが起こりにくく、ビート信号の対応関係が把握しやすくなる。
【０２１０】
以上説明したように、この実施の形態７に係る車載レーダ装置の計測時間変更部１２１は、レンジゲート幅に応じて実際の計測に使用するデータ（計測用データ）を変更する。すなわち、計測時間変更部１２１は、レンジゲート幅が小さいときには、計測時間を長く設定し、レンジゲート幅が大きいときには計測時間を短く設定する。
【符号の説明】
【０２１１】
１ 制御部、２ 電圧発生回路、３ 電圧制御発振器、４ 分配器、５ スイッチ、６ 送受信アンテナ、７ ミキサ、８ バンドパスフィルタ、９ アンプ、１０ Ａ／Ｄ変換器、１１ メモリ、１２ 信号処理部、１３ 一般道路判定手段、１２１ 計測時間変更部、１２２ 距離・相対速度算出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、車両速度検出手段から取得した自車速に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記自車速が速度閾値以下の場合には、前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、
前記自車速が前記速度閾値より大きい場合には、前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定し、
前記自車速がいずれの場合でも、前記送信パルス幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく、前記基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する
ことを特徴とする請求項１記載の車載レーダ装置。
【請求項３】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、前記距離・相対速度算出手段から取得した先行車の距離に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記先行車の距離が距離閾値以下の場合には、前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、
前記先行車の距離が距離閾値より大きい場合には、前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定し、
前記先行車の距離がいずれの場合でも、前記送信パルス幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく、前記基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する
ことを特徴とする請求項３記載の車載レーダ装置。
【請求項５】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
自車両が一般道路を走行中か否かを判定する一般道路判定手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、前記一般道路判定手段の判定結果に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記一般道路判定手段が一般道路を走行中と判定した場合には、前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、
前記一般道路判定手段が高速道路を走行中と判定した場合には、前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定し、
前記一般道路判定手段の判定がいずれの場合でも、前記送信パルス幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく、前記基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する
ことを特徴とする請求項５記載の車載レーダ装置。
【請求項７】
前記一般道路判定手段は、自車速と先行車の距離、検知した目標数、ナビゲーションシステムからの情報、ＥＴＣからの情報のうちのいずれか一つ、あるいは複数の組合せに基づいて、自車両が一般道路を走行中か高速道路を走行中かを判定する
ことを特徴とする請求項６記載の車載レーダ装置。
【請求項８】
前記一般道路判定手段は、
前記距離・相対速度算出手段から取得した先行車の距離が距離閾値以下の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定するとともに、前記先行車の距離が前記距離閾値よりも大きく、かつ車両速度検出手段から取得した自車速が速度閾値以下の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定し、
前記先行車の距離が前記距離閾値よりも大きく、かつ前記自車速が前記速度閾値よりも大きい場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する
ことを特徴とする請求項７記載の車載レーダ装置。
【請求項９】
前記一般道路判定手段は、
前記距離・相対速度算出手段から取得した目標数が目標閾値以上の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定し、
前記目標数が前記目標閾値よりも小さい場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する
ことを特徴とする請求項７記載の車載レーダ装置。
【請求項１０】
前記一般道路判定手段は、
ＥＴＣ車載器が高速道路から出たと判定した場合には、自車両が一般道路を走行中と判定し、
前記ＥＴＣ車載器が高速道路に進入したと判定した場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する
ことを特徴とする請求項７記載の車載レーダ装置。
【請求項１１】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、レンジゲート毎にレンジゲート幅を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、
送信パルスを送信後、所定の時間経過前には、前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、
前記所定の時間経過後には、前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定し、
前記所定の時間経過がいずれの場合でも、送信パルス幅を前記所定の時間経過後のレンジゲート幅よりも大きく設定する
ことを特徴とする請求項１１記載の車載レーダ装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、
車両速度検出手段から取得した自車速に応じて、近距離レンジゲート数及び遠距離レンジゲート数を変更する
ことを特徴とする請求項１１記載の車載レーダ装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、
前記自車速が速度閾値以下の場合には、前記近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも多く設定するとともに、前記遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも少なく設定し、
前記自車速が前記速度閾値より大きい場合には、前記近距離レンジゲート数を前記基準近距離レンジゲート数よりも少なく設定するとともに、前記遠距離レンジゲート数を前記基準遠距離レンジゲート数よりも多く設定する
ことを特徴とする請求項１３記載の車載レーダ装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、
前記近距離レンジゲートのレンジゲート幅を前記遠距離レンジゲートのレンジゲート幅よりも小さく設定し、
送信パルス幅を前記遠距離レンジゲートのレンジゲート幅以上に設定する
ことを特徴とする請求項１４記載の車載レーダ装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、
前記距離・相対速度算出手段から取得した先行車の距離に応じて、近距離レンジゲート数及び遠距離レンジゲート数を変更する
ことを特徴とする請求項１１記載の車載レーダ装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、
前記先行車の距離が距離閾値以下の場合には、前記近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも多く設定するとともに、前記遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも少なく設定し、
前記先行車の距離が前記距離閾値より大きい場合には、前記近距離レンジゲート数を前記基準近距離レンジゲート数よりも少なく設定するとともに、前記遠距離レンジゲート数を前記基準遠距離レンジゲート数よりも多く設定する
ことを特徴とする請求項１３記載の車載レーダ装置。
【請求項１８】
前記制御手段は、
前記近距離レンジゲートのレンジゲート幅を前記遠距離レンジゲートのレンジゲート幅よりも小さく設定し、
送信パルス幅を前記遠距離レンジゲートのレンジゲート幅以上に設定する
ことを特徴とする請求項１７記載の車載レーダ装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、
３種類以上のレンジゲート幅を設定し、
送信パルス幅を最大のレンジゲート幅よりも大きく設定する
ことを特徴とする請求項１１記載の車載レーダ装置。
【請求項２０】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、走行環境に応じてレンジゲート幅を変更すると同時に、前記レンジゲート幅に応じて周波数変調幅及び変調時間を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項２１】
前記制御手段は、
前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定した場合には、前記周波数変調幅を基準周波数変調幅よりも大きく設定するとともに、前記変調時間を基準変調時間よりも長く設定し、
前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定した場合には、前記周波数変調幅を前記基準周波数変調幅よりも小さく設定するとともに、前記変調時間を前記基準変調時間よりも短く設定する
ことを特徴とする請求項２０記載の車載レーダ装置。
【請求項２２】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、レンジゲート毎にレンジゲート幅を変更する制御手段とを備え、
前記距離・相対速度算出手段は、
前記レンジゲート幅に応じて、計測用データの始めから終わりまでのサンプリングに要した時間である計測時間を変更する計測時間変更手段を含む
ことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項２３】
前記計測時間変更手段は、
前記レンジゲート幅が基準レンジゲート幅よりも小さい場合には、前記計測時間を長く設定し、
前記レンジゲート幅が基準レンジゲート幅よりも大きい場合には、前記計測時間を短く設定する
ことを特徴とする請求項２２記載の車載レーダ装置。
【請求項１】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、車両速度検出手段から取得した自車速に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記自車速が速度閾値以下の場合には、前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、
前記自車速が前記速度閾値より大きい場合には、前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定し、
前記自車速がいずれの場合でも、前記送信パルス幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく、前記基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する
ことを特徴とする請求項１記載の車載レーダ装置。
【請求項３】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、前記距離・相対速度算出手段から取得した先行車の距離に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記先行車の距離が距離閾値以下の場合には、前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、
前記先行車の距離が距離閾値より大きい場合には、前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定し、
前記先行車の距離がいずれの場合でも、前記送信パルス幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく、前記基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する
ことを特徴とする請求項３記載の車載レーダ装置。
【請求項５】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
自車両が一般道路を走行中か否かを判定する一般道路判定手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、前記一般道路判定手段の判定結果に応じて送信パルス幅及びレンジゲート幅を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記一般道路判定手段が一般道路を走行中と判定した場合には、前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、
前記一般道路判定手段が高速道路を走行中と判定した場合には、前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定し、
前記一般道路判定手段の判定がいずれの場合でも、前記送信パルス幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく、前記基準レンジゲート幅の２倍よりも小さく設定する
ことを特徴とする請求項５記載の車載レーダ装置。
【請求項７】
前記一般道路判定手段は、自車速と先行車の距離、検知した目標数、ナビゲーションシステムからの情報、ＥＴＣからの情報のうちのいずれか一つ、あるいは複数の組合せに基づいて、自車両が一般道路を走行中か高速道路を走行中かを判定する
ことを特徴とする請求項６記載の車載レーダ装置。
【請求項８】
前記一般道路判定手段は、
前記距離・相対速度算出手段から取得した先行車の距離が距離閾値以下の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定するとともに、前記先行車の距離が前記距離閾値よりも大きく、かつ車両速度検出手段から取得した自車速が速度閾値以下の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定し、
前記先行車の距離が前記距離閾値よりも大きく、かつ前記自車速が前記速度閾値よりも大きい場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する
ことを特徴とする請求項７記載の車載レーダ装置。
【請求項９】
前記一般道路判定手段は、
前記距離・相対速度算出手段から取得した目標数が目標閾値以上の場合には、自車両が一般道路を走行中と判定し、
前記目標数が前記目標閾値よりも小さい場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する
ことを特徴とする請求項７記載の車載レーダ装置。
【請求項１０】
前記一般道路判定手段は、
ＥＴＣ車載器が高速道路から出たと判定した場合には、自車両が一般道路を走行中と判定し、
前記ＥＴＣ車載器が高速道路に進入したと判定した場合には、自車両が高速道路を走行中と判定する
ことを特徴とする請求項７記載の車載レーダ装置。
【請求項１１】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、レンジゲート毎にレンジゲート幅を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、
送信パルスを送信後、所定の時間経過前には、前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定し、
前記所定の時間経過後には、前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定し、
前記所定の時間経過がいずれの場合でも、送信パルス幅を前記所定の時間経過後のレンジゲート幅よりも大きく設定する
ことを特徴とする請求項１１記載の車載レーダ装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、
車両速度検出手段から取得した自車速に応じて、近距離レンジゲート数及び遠距離レンジゲート数を変更する
ことを特徴とする請求項１１記載の車載レーダ装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、
前記自車速が速度閾値以下の場合には、前記近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも多く設定するとともに、前記遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも少なく設定し、
前記自車速が前記速度閾値より大きい場合には、前記近距離レンジゲート数を前記基準近距離レンジゲート数よりも少なく設定するとともに、前記遠距離レンジゲート数を前記基準遠距離レンジゲート数よりも多く設定する
ことを特徴とする請求項１３記載の車載レーダ装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、
前記近距離レンジゲートのレンジゲート幅を前記遠距離レンジゲートのレンジゲート幅よりも小さく設定し、
送信パルス幅を前記遠距離レンジゲートのレンジゲート幅以上に設定する
ことを特徴とする請求項１４記載の車載レーダ装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、
前記距離・相対速度算出手段から取得した先行車の距離に応じて、近距離レンジゲート数及び遠距離レンジゲート数を変更する
ことを特徴とする請求項１１記載の車載レーダ装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、
前記先行車の距離が距離閾値以下の場合には、前記近距離レンジゲート数を基準近距離レンジゲート数よりも多く設定するとともに、前記遠距離レンジゲート数を基準遠距離レンジゲート数よりも少なく設定し、
前記先行車の距離が前記距離閾値より大きい場合には、前記近距離レンジゲート数を前記基準近距離レンジゲート数よりも少なく設定するとともに、前記遠距離レンジゲート数を前記基準遠距離レンジゲート数よりも多く設定する
ことを特徴とする請求項１３記載の車載レーダ装置。
【請求項１８】
前記制御手段は、
前記近距離レンジゲートのレンジゲート幅を前記遠距離レンジゲートのレンジゲート幅よりも小さく設定し、
送信パルス幅を前記遠距離レンジゲートのレンジゲート幅以上に設定する
ことを特徴とする請求項１７記載の車載レーダ装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、
３種類以上のレンジゲート幅を設定し、
送信パルス幅を最大のレンジゲート幅よりも大きく設定する
ことを特徴とする請求項１１記載の車載レーダ装置。
【請求項２０】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、走行環境に応じてレンジゲート幅を変更すると同時に、前記レンジゲート幅に応じて周波数変調幅及び変調時間を変更する制御手段と
を備えたことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項２１】
前記制御手段は、
前記レンジゲート幅を基準レンジゲート幅よりも小さく設定した場合には、前記周波数変調幅を基準周波数変調幅よりも大きく設定するとともに、前記変調時間を基準変調時間よりも長く設定し、
前記レンジゲート幅を前記基準レンジゲート幅よりも大きく設定した場合には、前記周波数変調幅を前記基準周波数変調幅よりも小さく設定するとともに、前記変調時間を前記基準変調時間よりも短く設定する
ことを特徴とする請求項２０記載の車載レーダ装置。
【請求項２２】
送信信号の周波数を三角波により周波数変調する周波数変調手段と、
周波数変調された送信信号をパルス化して送信パルスとして目標に送信する送信手段と、
前記目標で反射した信号を受信パルスとして受信し、前記周波数変調された送信信号の一部と前記受信パルスとの周波数差よりビート信号を生成する受信手段と、
前記送信パルスの送信タイミングを基にして、前記受信パルスのサンプリングタイミングを定めるレンジゲートを設定するレンジゲート設定手段と、
設定されたレンジゲート毎に、前記ビート信号をサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリングされたビート信号に基づいて前記目標までの距離及び前記目標の相対速度を算出する距離・相対速度算出手段と、
前記周波数変調手段、前記送信手段、及び前記レンジゲート設定手段を制御し、周波数変調のタイミングに合せて、レンジゲート毎にレンジゲート幅を変更する制御手段とを備え、
前記距離・相対速度算出手段は、
前記レンジゲート幅に応じて、計測用データの始めから終わりまでのサンプリングに要した時間である計測時間を変更する計測時間変更手段を含む
ことを特徴とする車載レーダ装置。
【請求項２３】
前記計測時間変更手段は、
前記レンジゲート幅が基準レンジゲート幅よりも小さい場合には、前記計測時間を長く設定し、
前記レンジゲート幅が基準レンジゲート幅よりも大きい場合には、前記計測時間を短く設定する
ことを特徴とする請求項２２記載の車載レーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−２０９０１６（Ｐ２０１１−２０９０１６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５２０８（Ｐ２０１０−７５２０８）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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