車載用モノパルス式レーダ装置
【課題】受信波に含まれる不要信号を除去して対象物を正しく検知することが可能な車載用モノパルス式レーダ装置を提供する。
【解決手段】車載用モノパルス式レーダ装置１００は、通常行う対象物の検知とは別に、所定の時間間隔で不要信号の計測を行っており、測定された不要信号計測値を記憶部１０３に記憶している。そして、通常の対象物の検知の際には、記憶部１０３から不要信号計測値を読み出して不要信号補正値を算出し、これを受信信号から差し引くことで不要信号の影響を低減するように構成されている。本実施形態では、不要信号に送信信号１２の反射波も含めて計測されるのを防止するために、不要信号を計測するときには送信部１１０を停止させて受信部１２０側だけを動作させるようにしている。これにより、不要信号のみを計測して記憶部１０３に記憶させておくことができる。
【解決手段】車載用モノパルス式レーダ装置１００は、通常行う対象物の検知とは別に、所定の時間間隔で不要信号の計測を行っており、測定された不要信号計測値を記憶部１０３に記憶している。そして、通常の対象物の検知の際には、記憶部１０３から不要信号計測値を読み出して不要信号補正値を算出し、これを受信信号から差し引くことで不要信号の影響を低減するように構成されている。本実施形態では、不要信号に送信信号１２の反射波も含めて計測されるのを防止するために、不要信号を計測するときには送信部１１０を停止させて受信部１２０側だけを動作させるようにしている。これにより、不要信号のみを計測して記憶部１０３に記憶させておくことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載して対象物を検出する車載用モノパルス式レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車載用レーダ装置では、走行中の道路状態や周辺の建造物の状態、及び天候等の環境条件によって、反射波に対するノイズレベルが大きく変化する。これにより、対象物が検知できずに見落としてしまう、あるいは誤って対象物と判定してしまう等のおそれがあった。このような問題を解決するために、特許文献１では、車両検知に用いる閾値を受信信号から定期的に推定して更新する仕組みが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２のビーム走査式レーダにおいては、ビーム方向を制御するためのモータ及びリフレクタを備えており、モータを動作させてリフレクタの方向を順次変更してスキャンしていくことで、所定の領域内の対象物を検出し、該対象物の測距、測速度を行うことが記載されている。特許文献２のレーダは、干渉波を検知するための干渉検知手段を備えており、干渉波の検知を行う方向をあらかじめ決めておき、受信用アンテナが所定の方向になった時にビームの放射を停止させ、その方向から受信される干渉波を検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３２３０１４号公報
【特許文献２】特開２００４−１６３３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の技術では以下のような問題があった。特許文献１に記載されているレーダ装置では、それまでに記憶されているノイズレベルと、受信レベルとを比較することでノイズレベルを更新し、これに所定の値を加えたものを閾値として用いているが、ノイズレベルを計測する際もレーダ装置から送信波が出力されているため、受信波に送信波が混入してノイズレベルを正しく計測できないといった問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載のレーダ装置では、あらかじめ決められた所定方向の時のみ、指向性の強いアンテナを用いて干渉波の検出を行っているが、車載用レーダ装置では、ノイズ等の発生源である外部機器等の位置や、不要な反射波を発生させる原因となるトンネルや路肩の地形などといった外部環境は、車両の走行とともに常に変化する。そのため、車載用レーダ装置では、不要信号を計測するのに好適な方向というのは存在しない。また、特許文献２では指向性の強い受信用アンテナを用いているが、このような受信用アンテナでは、所定方向の限られた範囲から伝播する不要信号しか受信できず、ノイズレベルを正しく計測することはできない。その結果、不適切な閾値を用いることになり、対象物の検知を適切に行うことができなくなるといった問題がある。
【０００７】
さらに、特許文献２のレーダ装置では、走査ビームの方向を機械的に動作させるリフレクタを用いて制御しているため、走査ビームの方向を短時間で変更することはできない。そのため、例えば１００ｍｓといった短周期でノイズレベルを計測して更新することは極めて困難である。その結果、トンネル通過や路肩地形の変化、降雨降雪などの天候変化等といった周囲環境の急激な変化に対し、その影響を受けて発生する不要波の変化に迅速に対応することができず、対象物の見落としや誤検出が発生するといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、受信波に含まれる不要信号を除去して対象物を正しく検知することが可能な車載用モノパルス式レーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の第１の態様は、パルスを発生させ、これを所定の周波数帯にアップコンバートして送信信号を生成する送信処理部と、前記送信処理部から前記送信信号を入力して放射する送信用アンテナと、前記送信用アンテナから放射された電波が対象物で反射された反射波を受信する受信用アンテナと、前記受信用アンテナから受信信号を入力し、これをダウンコンバートして電圧信号に変換する受信処理部と、前記受信処理部から前記電圧信号を入力し、これをＡＤ変換してデジタル値を出力するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部から前記デジタル値を入力して前記対象物を検知する演算処理部と、不要信号計測値を保存する記憶部と、前記記憶部から前記不要信号計測値を入力し、これから不要信号補正値を決定する不要信号決定部と、を備え、前記演算処理部は、前記送信処理部を動作させて前記送信信号を前記送信用アンテナから放射するとともに、前記不要信号決定部から前記不要信号補正値を入力して前記ＡＤ変換部から入力した前記デジタル値から前記不要信号補正値を差し引いて前記対象物の検知を行う対象物検知ステップを行うとともに、前記対象物検知ステップを第１の所定回数行う毎に、前記送信処理部を停止させて前記ＡＤ変換部から前記デジタル値を入力し、これを不要信号計測値として前記記憶部に保存する不要信号計測ステップを行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置では、受信信号から変換されたデジタル値を、対象物検知ステップの第１の所定回数毎に更新される不要信号補正値で補正して対象物の検知を行っていることから、不要信号の影響を低減して対象物の検知を高精度に行うことが可能となる。
【００１１】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記演算処理部は、前記対象物を検知すると、該対象物までの距離、角度、及び相対速度を算出することを特徴とする。対象物を検知したときに対象物までの距離、角度、及び相対速度を算出することで、高度な運転制御が可能となる。
【００１２】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記第１の所定回数は、２回以上５０回以下であることを特徴とする。これにより、更新された不要信号計測値を用いて、２回以上の対象物の検知を行わせるようにするとともに、適宜の時間間隔で不要信号計測ステップを行って不要信号補正値を更新する。
【００１３】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記記憶部は、前記不要信号計測値を第２の所定回数分保存する容量を有し、前記第２の所定回数分を超えて前記不要信号計測値を入力するときは、古いものから順に破棄して前記演算処理部から入力した前記デジタル値を保存することを特徴とする。記憶部の容量をこのように構成することにより、不要信号決定部で算出する不要信号補正値の精度を高めることが可能となる。
【００１４】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記不要信号決定部は、前記記憶部から前記第２の所定回数分の前記不要信号計測値を読み出し、これを平均して前記不要信号補正値を算出することを特徴とする。複数個の不要信号計測値を平均化して不要信号補正値を算出することにより、不要信号補正値のばらつきを小さくして対象物の検知をより高精度に行うことが可能となる。
【００１５】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記記憶部は、不揮発性のメモリで構成されて電源オフ後も前記不要信号計測値を保存し、再び電源オンになると前記不要信号決定部が前記記憶部から前記不要信号計測値を読み出して前記不要信号補正値を算出することを特徴とする。これにより、電源オン後の不要信号の計測を行う前であっても、受信信号を補正して対象物の検知を行うことが可能となる。
【００１６】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記対象物検知ステップ及び前記不要信号計測ステップは、それぞれ２０ｍｓの時間内に行われることを特徴とする。このような短い時間内で対象物検知及び不要信号の計測を行うことで、環境条件の変化にも速やかに対応して不要信号補正値を更新することが可能となり、対象物を高精度に検知することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置によれば、受信波に含まれる不要信号を所定の時間間隔で計測し、対象物を検知するときは受信信号から事前に計測された不要信号を除去して対象物の判定を行っていることから、対象物を高精度に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車載用モノパルス式レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置で行われる処理の全体の流れを示すフローチャートである。
【図３】不要信号の計測における処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】通常の対象物の検知における処理の流れ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】
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態における車載用モノパルス式レーダ装置について、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る車載用モノパルス式レーダ装置の構成を、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００の構成を示すブロック図である。本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００は、各処理部の動作を制御するとともに対象物の検知を行う演算処理部１０１と、送信信号を送出するための処理を行う送信部１１０と、受信信号の処理を行う受信部１２０とを備えている。さらに、不要信号の処理を適切に行えるようにするために、車載用モノパルス式レーダ装置１００は、不要信号決定部１０２と記憶部１０３を備える構成となっている。
【００２１】
送信部１１０は、送信処理部１１１及び送信用アンテナ１１２で構成されている。送信処理部１１１は、演算処理部１０１から制御信号１１として送信指示を入力すると、そのタイミングで対象物を検知するためのパルス信号を所定の周期で生成する。そして、このパルス信号を所定の周波数の搬送波でアップコンバートして送信信号１２に変換し、この送信信号１２を送信用アンテナ１１２に出力する。
【００２２】
送信用アンテナ１１２は、送信処理部１１１から送信信号１２を入力すると、これを空中に放射する。本実施形態では、車載用モノパルス式レーダ装置１００が広い角度範囲で測角できるように構成されており、これに対応して送信用アンテナ１１２が、例えば車両の進行方向を中心として左右に約−６０度〜＋６０度の範囲で送信信号を空中に放射するものとする。
【００２３】
受信側の受信部１２０は、２組の受信用アンテナ１２１ａ／ｂと、２組の受信処理部１２２ａ／ｂ、及び２組のＡＤ変換部１２３ａ／ｂを備えている。本実施形態のレーダ装置１００は、モノパルス方式を用いて測角するために、受信用アンテナ、受信処理部、及びＡＤ変換部からなる受信系を２系統備える構成となっている。受信用アンテナ１２１ａ／ｂは、送信用アンテナ１１２と同様に、車両の進行方向を中心として約−６０度〜＋６０度の範囲で受信できるように構成されているものとする。受信用アンテナ１２１ａ／ｂで受信されたそれぞれの受信信号２１ａ／ｂは、各受信用アンテナが接続された受信処理部１２２ａ／ｂに伝送される。
【００２４】
受信処理部１２２ａ／ｂは、演算処理部１０１からの制御信号２４ａ／ｂに基づいて、処理開始の指示を受けると以下の処理を行う。すなわち、受信処理部１２２ａ／ｂは、まず受信用アンテナ１２１ａ／ｂからそれぞれの受信信号２１ａ／ｂを入力し、それぞれをダウンコンバートして電圧信号２２ａ／ｂに変換する。それぞれで変換された電圧信号２２ａ／ｂは、それぞれの受信処理部１２２ａ／ｂに接続されたＡＤ変換部１２３ａ／ｂに出力される。
【００２５】
ＡＤ変換部１２３ａ／ｂも、受信処理部１２２ａ／ｂと同様に、演算処理部１０１からの制御信号２５ａ／ｂに基づいて以下の処理を開始する。すなわち、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂは、受信処理部１２２ａ／ｂから入力した電圧信号２２ａ／ｂをＡＤ変換してデジタル値２３ａ／ｂを求め、これを演算処理部１０１に出力する。なお、演算処理部１０１から出力される制御信号２５ａ／ｂは、受信処理部１２２ａ／ｂに出力される制御信号２４ａ／ｂとほぼ同時に出力される。
【００２６】
演算処理部１０１は、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂからデジタル値２３ａ／ｂを入力し、これから対象物の有無を判定する。その結果、対象物が検知されると、対象物の位置情報や相対速度を演算する。本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００では、受信部１２０が２系統の受信用アンテナ１２１ａ／ｂ、受信処理部１２２ａ／ｂ、およびＡＤ変換部１２３ａ／ｂで構成されていることから、それぞれの系統で処理された２つのデジタル値２３ａ／ｂが演算処理部１０１に出力される。これにより、演算処理部１０１では、対象物の位置情報として、対象物までの距離に加えて、モノパルス方式に従って２つのデジタル値２３ａ／ｂから対象物の位置角度（進行方向からのずれ角度）を検出することが可能となる。なお、対象物の位置角度を計測する必要がない場合には、受信部１２０を１系統の受信用アンテナ、受信処理部、およびＡＤ変換部で構成することができる。
【００２７】
上記説明のように、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００は、広角度に送信可能な送信用アンテナ１１２と、広角度の方向から放射される信号を受信可能な受信用アンテナ１２１ａ／ｂとを備えており、これにより広い角度範囲で対象物の検知が可能となっている。一方、広角度な受信用アンテナ１２１ａ／ｂを用いていることから、受信用アンテナ１２１ａ／ｂが対象物からの反射波以外の不要信号を広角度の方向から受信してしまう。このような不要信号の影響を低減するために、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００は、上記のような構成に加えて、不要信号決定部１０２と記憶部１０３を備えている。以下では、車載用モノパルス式レーダ装置１００において、不要信号を処理するための構成について説明する。
【００２８】
車載用モノパルス式レーダ装置１００は、通常行う対象物の検知とは別に、対象物の検知の所定回数（第１の所定回数）毎に不要信号の計測を行っており、測定された不要信号計測値を記憶部１０３に記憶している。前記所定の回数（第１の所定回数）としては、効率的な対象物検知を行う観点及び適宜の時間間隔で不要信号補正値を更新する観点から、２回以上５０回以下が好ましい。そして、通常の対象物の検知の際には、記憶部１０３から不要信号計測値を読み出して不要信号補正値を算出し、これを受信信号から差し引くことで不要信号の影響を低減するように構成されている。本実施形態では、不要信号に送信信号１２の反射波も含めて計測されるのを防止するために、不要信号を計測するときには送信部１１０を停止させて受信部１２０側だけを動作させるようにしている。これにより、不要信号のみを計測して記憶部１０３に記憶させておくことができる。
【００２９】
不要信号決定部１０２は、通常の対象物の検知の際に、演算処理部１０１から要求信号３１を入力すると、記憶部１０３から不要信号計測値を読み出し、これから不要信号補正値を算出して演算処理部１０１に出力する。記憶部１０３は、不要信号の計測時にＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力した２つのデジタル値２３ａ／ｂを不要信号計測値として記憶しており、不要信号決定部１０２はこの２つの不要信号計測値を記憶部１０３から読み出す。そして、読み出した２つの不要信号計測値を平均化して不要信号補正値を決定し、これを演算処理部１０１に出力している。あるいは、記憶部１０３に所定回数（第２の所定回数）分の不要信号を計測した結果を記憶させておき、不要信号決定部１０２が第２の所定回数分の不要信号計測値を読み出し、これを用いて不要信号補正値を算出するようにすることも可能である。また、２系統のデジタル値２３ａ／ｂを別々に補正するために、記憶部１０３に記憶された不要信号計測値を系統ごとに平均化して演算処理部１０１に出力するようにすることも可能である。
【００３０】
演算処理部１０１は、受信部１２０を制御して不要信号の計測を行わせると、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂからデジタル値２３ａ／ｂを入力して記憶部１０３に記憶させる。記憶部１０３は、不要信号を計測する度に演算処理部１０１から２つのデジタル値２３ａ／ｂを入力して記憶するが、これを所定回数（第２の所定回数）分まで記憶できるようにするのが好ましい。そして、この所定回数分のデジタル値２３ａ／ｂが記憶されると、それ以降は最も古いものから順次破棄して最新の測定結果を記憶させていくのがよい。記憶部１０３には、不揮発性のメモリを用いるのがよい。これにより、起動直後においても過去の不要信号のデータが記憶部１０３に保存されていることから、不要信号決定部１０２は、記憶部１０３に保存されている過去のデータを用いて不要信号補正値の初期値を決定することができる。
【００３１】
演算処理部１０１は、不要信号を計測するときは、送信処理部１１１に対し処理を停止させるための制御信号１１を出力する一方、受信処理部１２２ａ／ｂ及びＡＤ変換部１２３ａ／ｂに対しては、処理を開始させるための制御信号２４ａ／ｂ及び２５ａ／ｂを出力する。これにより、受信処理部１２２ａ／ｂ及びＡＤ変換部１２３ａ／ｂは、送信部１１０からの送信信号の反射波を含まない受信波を処理し、演算処理部１０１は、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力したデジタル値２３ａ／ｂを不要信号計測値として記憶部１０３に記憶させることができる。
【００３２】
一方、通常の対象物検知を行うときは、演算処理部１０１は、送信処理部１１１に対し処理を開始させるための制御信号１１を出力するとともに、不要信号決定部１０２に対して不要信号補正値を要求する要求信号３１を出力する。要求信号３１に応答して不要信号決定部１０２が不要信号補正値３２を算出して演算処理部１０１に出力すると、演算処理部１０１は、これをＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力したデジタル値２３ａ／ｂの補正に用いる。すなわち、送信処理部１１１が処理を開始して送信用アンテナ１１２から送信信号が放射されるようになると、演算処理部１０１がＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力するデジタル値２３ａ／ｂには、対象物で反射された反射波に加えて不要信号も含まれている。そこで、演算処理部１０１では、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力したデジタル値２３ａ／ｂから、不要信号決定部１０２から入力した不要信号補正値３２を差し引いて補正する。これにより、不要信号の影響を低減して対象物の位置、相対速度、及び角度を高精度に検知することが可能となる。
【００３３】
本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００では、送信処理部１１１の停止や開始を、演算処理部１０１からの制御信号１１だけで行わせることができることから、送信用アンテナ１１２から送信信号１２を放射させたり停止させたりする制御を高速に行うことができる。その結果、不要信号の計測を、例えば１００ｍｓといった極めて短い時間間隔毎に行わせることが可能となる。この場合、車速を例えば時速１００ｋｍとしたとき、３ｍ未満の走行距離ごとに不要信号を計測することになり、周辺の環境変化に伴う不要信号の変化を対象物の検知に速やかに反映させることが可能となる。
【００３４】
次に、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００で行われる処理を、図２乃至４に示すフローチャートを用いてさらに詳細に説明する。以下では、計測を行う周期の一例として、不要信号の計測を１００ｍｓ毎に１回行うものとし、その間に通常の対象物の検知を４回行うものとする。すなわち、受信部１２０は２０ｍｓ周期で受信信号の処理を行い、送信部１１０も２０ｍｓ周期で送信信号の処理を行うが、５回に１回の割合で送信信号の送信を停止することによって通常の対象物の検知を停止し、不要信号の計測を行う。
【００３５】
図２は、車載用モノパルス式レーダ装置１００で行われる処理の全体の流れを示すフローチャートである。車載用モノパルス式レーダ装置１００は、電源をＯＮにすると（ステップＳ０）、計測回数Ｎを０に設定して初期化を行う（ステップＳ１）。計測回数Ｎは、不要信号の計測と対象物の検知のいずれを実施するかを判定するのに用いられる。計測回数Ｎを０に初期化した後、ステップＳ２で不要信号の計測を実行する。ここでは、電源をＯＮにした直後は、まず無条件で不要信号の計測を行うようにしており、記憶部１０３に記憶されている不要信号計測値を最新のものに更新するようにしている。これにより、次回以降行われる通常の対象物の検知において、最新の不要信号計測値から算出された不要信号補正値を用いて受信信号の補正を行うことができる。
【００３６】
ステップＳ２の不要信号の計測が終了すると、次の周期に達するまで待機する。次の２０ｍｓの周期に達すると、まずステップＳ３で計測回数Ｎが４に達しているか判定する。ステップＳ２の不要信号の計測を行った次の周期では計測回数Ｎが０となっていることから、ステップＳ３での判定は「ＮＯ」となって次のステップＳ４に進む。ステップＳ４では、通常の対象物の検知が行われる。ステップＳ４の通常の対象物の検知が終了すると、次のステップＳ５では計測回数Ｎに１を加算してこれを更新している。計測回数Ｎは、不要信号の計測を行った後に通常の対象物の検知を行った回数となっている。その後、再び次の周期に達するまで待機する。
【００３７】
以下、計測回数ＮがステップＳ５で１ずつ加算されてＮの値が４（第１の所定回数）に達すると、次の周期においてステップＳ３の判定が初めて「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１に進んで計測回数Ｎを再び０に初期化し、次のステップＳ２で再び不要信号の計測を行う。このようにして、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００では、所定の周期（例えば２０ｍｓ）で通常の対象物の検知を行うと同時に、別の周期（例えば１００ｍｓ）で不要信号の計測を行うように構成している。これにより、記憶部１０３に記憶されている不要信号計測値が、周囲環境等の変化に対応した最新のものに適宜更新されることから、通常の対象物の検知で受信された信号を、最新の不要信号補正値で補正することができる。その結果、対象物の見落としや誤検出を防止することが可能となる。
【００３８】
次に、図２のステップＳ２における不要信号の計測について、図３を用いて詳細に説明する。図３は、不要信号の計測における処理の流れを示すフローチャートである。不要信号の計測が開始されると、まずステップＳ１１において、演算処理部１０１から送信処理部Ｓ１１１に対し処理を停止させるための制御信号１１を出力する。これにより、送信処理部１１１がその処理を停止する（ステップＳ１２）。次にステップＳ１３において、演算処理部１０１から受信処理部１２２ａ／ｂ及びＡＤ変換部１２３ａ／ｂに対して、処理を開始させるための制御信号２４ａ／ｂ及び２５ａ／ｂを出力する。これにより、ステップＳ１４において、受信処理部１２２ａ／ｂが受信用アンテナ１２１ａ／ｂから受信信号２１ａ／ｂを入力し、これをダウンコンバートして電圧信号２２ａ／ｂを出力する。次のステップＳ１５では、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂが受信処理部１２２ａ／ｂから電圧信号２２ａ／ｂを入力し、これをＡＤ変換してデジタル値２３ａ／ｂを出力する。さらに、ステップＳ１６では、演算処理部１０１がＡＤ変換部１２３ａ／ｂからデジタル値２３ａ／ｂを入力すると、これを不要信号計測値として記憶部１０３に記憶させる。
【００３９】
さらに、図２のステップＳ４における通常の対象物の検知について、図４を用いて詳細に説明する。図４は、通常の対象物の検知における処理の流れを示すフローチャートである。通常の対象物の検知が開始されると、まずステップＳ２１において、演算処理部１０１から送信処理部１１１に対し処理を開始させるための制御信号１１を出力する。これにより、送信処理部１１１は対象物を検知するためのパルス信号を生成し、これをアップコンバートして送信用信号１２として送信用アンテナ１１２に出力する（ステップＳ２２）。そして、ステップＳ２３で送信用アンテナ１１２から送信用信号１２の電波が空中に放射される。
【００４０】
次のステップＳ２４では、演算処理部１０１が受信処理部１２２ａ／ｂ及びＡＤ変換部１２３ａ／ｂに対して、処理を開始させるための制御信号２４ａ／ｂ及び２５ａ／ｂを出力する。これにより、ステップＳ２５において、受信用アンテナ１２１ａ／ｂで受信された受信信号が受信処理部１２２ａ／ｂに出力される。ステップＳ２６では、受信処理部１２２ａ／ｂが、受信用アンテナ１２１ａ／ｂから入力した受信信号２１ａ／ｂをダウンコンバートし、電圧信号２２ａ／ｂを出力する。次のステップＳ２７では、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂが受信処理部１２２ａ／ｂから電圧信号２２ａ／ｂを入力し、これをＡＤ変換してデジタル値２３ａ／ｂを出力する。ステップＳ２８では、演算処理部１０１がＡＤ変換部１２３ａ／ｂからデジタル値２３ａ／ｂを入力する。またステップＳ２９では、演算処理部１０１が不要信号決定部１０２に対して不要信号補正値の要求信号３１を出力する。
【００４１】
ステップ３０において、不要信号決定部１０２が演算処理部１０１から不要信号補正値の要求を受けると、記憶部１０３から不要信号計測値を読み込み、これを平均化して不要信号補正値３２を算出し、この不要信号補正値３２を演算処理部１０１に出力する。演算処理部１０１では、ステップＳ３１において、不要信号決定部１０２から入力した不要信号補正値３２をＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力したデジタル値２３ａ／ｂから差し引き、これから対象物の検知を行う。さらに、ステップＳ３１で対象物が検知されると、ステップＳ３２で対象物の位置（距離、角度）及び相対速度を算出する。
【００４２】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る車載用モノパルス式レーダ装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における車載用モノパルス式レーダ装置の細部構成及び詳細な動作などに関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１００ 車載用モノパルス式レーダ装置
１０１ 演算処理部
１０２ 不要信号決定部
１０３ 記憶部
１１０ 送信部
１１１ 送信処理部
１１２ 送信用アンテナ
１２０ 受信部
１２１ 受信用アンテナ
１２２ 受信処理部
１２３ ＡＤ変換部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載して対象物を検出する車載用モノパルス式レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車載用レーダ装置では、走行中の道路状態や周辺の建造物の状態、及び天候等の環境条件によって、反射波に対するノイズレベルが大きく変化する。これにより、対象物が検知できずに見落としてしまう、あるいは誤って対象物と判定してしまう等のおそれがあった。このような問題を解決するために、特許文献１では、車両検知に用いる閾値を受信信号から定期的に推定して更新する仕組みが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２のビーム走査式レーダにおいては、ビーム方向を制御するためのモータ及びリフレクタを備えており、モータを動作させてリフレクタの方向を順次変更してスキャンしていくことで、所定の領域内の対象物を検出し、該対象物の測距、測速度を行うことが記載されている。特許文献２のレーダは、干渉波を検知するための干渉検知手段を備えており、干渉波の検知を行う方向をあらかじめ決めておき、受信用アンテナが所定の方向になった時にビームの放射を停止させ、その方向から受信される干渉波を検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３２３０１４号公報
【特許文献２】特開２００４−１６３３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の技術では以下のような問題があった。特許文献１に記載されているレーダ装置では、それまでに記憶されているノイズレベルと、受信レベルとを比較することでノイズレベルを更新し、これに所定の値を加えたものを閾値として用いているが、ノイズレベルを計測する際もレーダ装置から送信波が出力されているため、受信波に送信波が混入してノイズレベルを正しく計測できないといった問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載のレーダ装置では、あらかじめ決められた所定方向の時のみ、指向性の強いアンテナを用いて干渉波の検出を行っているが、車載用レーダ装置では、ノイズ等の発生源である外部機器等の位置や、不要な反射波を発生させる原因となるトンネルや路肩の地形などといった外部環境は、車両の走行とともに常に変化する。そのため、車載用レーダ装置では、不要信号を計測するのに好適な方向というのは存在しない。また、特許文献２では指向性の強い受信用アンテナを用いているが、このような受信用アンテナでは、所定方向の限られた範囲から伝播する不要信号しか受信できず、ノイズレベルを正しく計測することはできない。その結果、不適切な閾値を用いることになり、対象物の検知を適切に行うことができなくなるといった問題がある。
【０００７】
さらに、特許文献２のレーダ装置では、走査ビームの方向を機械的に動作させるリフレクタを用いて制御しているため、走査ビームの方向を短時間で変更することはできない。そのため、例えば１００ｍｓといった短周期でノイズレベルを計測して更新することは極めて困難である。その結果、トンネル通過や路肩地形の変化、降雨降雪などの天候変化等といった周囲環境の急激な変化に対し、その影響を受けて発生する不要波の変化に迅速に対応することができず、対象物の見落としや誤検出が発生するといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、受信波に含まれる不要信号を除去して対象物を正しく検知することが可能な車載用モノパルス式レーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の第１の態様は、パルスを発生させ、これを所定の周波数帯にアップコンバートして送信信号を生成する送信処理部と、前記送信処理部から前記送信信号を入力して放射する送信用アンテナと、前記送信用アンテナから放射された電波が対象物で反射された反射波を受信する受信用アンテナと、前記受信用アンテナから受信信号を入力し、これをダウンコンバートして電圧信号に変換する受信処理部と、前記受信処理部から前記電圧信号を入力し、これをＡＤ変換してデジタル値を出力するＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部から前記デジタル値を入力して前記対象物を検知する演算処理部と、不要信号計測値を保存する記憶部と、前記記憶部から前記不要信号計測値を入力し、これから不要信号補正値を決定する不要信号決定部と、を備え、前記演算処理部は、前記送信処理部を動作させて前記送信信号を前記送信用アンテナから放射するとともに、前記不要信号決定部から前記不要信号補正値を入力して前記ＡＤ変換部から入力した前記デジタル値から前記不要信号補正値を差し引いて前記対象物の検知を行う対象物検知ステップを行うとともに、前記対象物検知ステップを第１の所定回数行う毎に、前記送信処理部を停止させて前記ＡＤ変換部から前記デジタル値を入力し、これを不要信号計測値として前記記憶部に保存する不要信号計測ステップを行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置では、受信信号から変換されたデジタル値を、対象物検知ステップの第１の所定回数毎に更新される不要信号補正値で補正して対象物の検知を行っていることから、不要信号の影響を低減して対象物の検知を高精度に行うことが可能となる。
【００１１】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記演算処理部は、前記対象物を検知すると、該対象物までの距離、角度、及び相対速度を算出することを特徴とする。対象物を検知したときに対象物までの距離、角度、及び相対速度を算出することで、高度な運転制御が可能となる。
【００１２】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記第１の所定回数は、２回以上５０回以下であることを特徴とする。これにより、更新された不要信号計測値を用いて、２回以上の対象物の検知を行わせるようにするとともに、適宜の時間間隔で不要信号計測ステップを行って不要信号補正値を更新する。
【００１３】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記記憶部は、前記不要信号計測値を第２の所定回数分保存する容量を有し、前記第２の所定回数分を超えて前記不要信号計測値を入力するときは、古いものから順に破棄して前記演算処理部から入力した前記デジタル値を保存することを特徴とする。記憶部の容量をこのように構成することにより、不要信号決定部で算出する不要信号補正値の精度を高めることが可能となる。
【００１４】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記不要信号決定部は、前記記憶部から前記第２の所定回数分の前記不要信号計測値を読み出し、これを平均して前記不要信号補正値を算出することを特徴とする。複数個の不要信号計測値を平均化して不要信号補正値を算出することにより、不要信号補正値のばらつきを小さくして対象物の検知をより高精度に行うことが可能となる。
【００１５】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記記憶部は、不揮発性のメモリで構成されて電源オフ後も前記不要信号計測値を保存し、再び電源オンになると前記不要信号決定部が前記記憶部から前記不要信号計測値を読み出して前記不要信号補正値を算出することを特徴とする。これにより、電源オン後の不要信号の計測を行う前であっても、受信信号を補正して対象物の検知を行うことが可能となる。
【００１６】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置の他の態様は、前記対象物検知ステップ及び前記不要信号計測ステップは、それぞれ２０ｍｓの時間内に行われることを特徴とする。このような短い時間内で対象物検知及び不要信号の計測を行うことで、環境条件の変化にも速やかに対応して不要信号補正値を更新することが可能となり、対象物を高精度に検知することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車載用モノパルス式レーダ装置によれば、受信波に含まれる不要信号を所定の時間間隔で計測し、対象物を検知するときは受信信号から事前に計測された不要信号を除去して対象物の判定を行っていることから、対象物を高精度に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車載用モノパルス式レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置で行われる処理の全体の流れを示すフローチャートである。
【図３】不要信号の計測における処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】通常の対象物の検知における処理の流れ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】
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態における車載用モノパルス式レーダ装置について、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る車載用モノパルス式レーダ装置の構成を、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００の構成を示すブロック図である。本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００は、各処理部の動作を制御するとともに対象物の検知を行う演算処理部１０１と、送信信号を送出するための処理を行う送信部１１０と、受信信号の処理を行う受信部１２０とを備えている。さらに、不要信号の処理を適切に行えるようにするために、車載用モノパルス式レーダ装置１００は、不要信号決定部１０２と記憶部１０３を備える構成となっている。
【００２１】
送信部１１０は、送信処理部１１１及び送信用アンテナ１１２で構成されている。送信処理部１１１は、演算処理部１０１から制御信号１１として送信指示を入力すると、そのタイミングで対象物を検知するためのパルス信号を所定の周期で生成する。そして、このパルス信号を所定の周波数の搬送波でアップコンバートして送信信号１２に変換し、この送信信号１２を送信用アンテナ１１２に出力する。
【００２２】
送信用アンテナ１１２は、送信処理部１１１から送信信号１２を入力すると、これを空中に放射する。本実施形態では、車載用モノパルス式レーダ装置１００が広い角度範囲で測角できるように構成されており、これに対応して送信用アンテナ１１２が、例えば車両の進行方向を中心として左右に約−６０度〜＋６０度の範囲で送信信号を空中に放射するものとする。
【００２３】
受信側の受信部１２０は、２組の受信用アンテナ１２１ａ／ｂと、２組の受信処理部１２２ａ／ｂ、及び２組のＡＤ変換部１２３ａ／ｂを備えている。本実施形態のレーダ装置１００は、モノパルス方式を用いて測角するために、受信用アンテナ、受信処理部、及びＡＤ変換部からなる受信系を２系統備える構成となっている。受信用アンテナ１２１ａ／ｂは、送信用アンテナ１１２と同様に、車両の進行方向を中心として約−６０度〜＋６０度の範囲で受信できるように構成されているものとする。受信用アンテナ１２１ａ／ｂで受信されたそれぞれの受信信号２１ａ／ｂは、各受信用アンテナが接続された受信処理部１２２ａ／ｂに伝送される。
【００２４】
受信処理部１２２ａ／ｂは、演算処理部１０１からの制御信号２４ａ／ｂに基づいて、処理開始の指示を受けると以下の処理を行う。すなわち、受信処理部１２２ａ／ｂは、まず受信用アンテナ１２１ａ／ｂからそれぞれの受信信号２１ａ／ｂを入力し、それぞれをダウンコンバートして電圧信号２２ａ／ｂに変換する。それぞれで変換された電圧信号２２ａ／ｂは、それぞれの受信処理部１２２ａ／ｂに接続されたＡＤ変換部１２３ａ／ｂに出力される。
【００２５】
ＡＤ変換部１２３ａ／ｂも、受信処理部１２２ａ／ｂと同様に、演算処理部１０１からの制御信号２５ａ／ｂに基づいて以下の処理を開始する。すなわち、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂは、受信処理部１２２ａ／ｂから入力した電圧信号２２ａ／ｂをＡＤ変換してデジタル値２３ａ／ｂを求め、これを演算処理部１０１に出力する。なお、演算処理部１０１から出力される制御信号２５ａ／ｂは、受信処理部１２２ａ／ｂに出力される制御信号２４ａ／ｂとほぼ同時に出力される。
【００２６】
演算処理部１０１は、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂからデジタル値２３ａ／ｂを入力し、これから対象物の有無を判定する。その結果、対象物が検知されると、対象物の位置情報や相対速度を演算する。本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００では、受信部１２０が２系統の受信用アンテナ１２１ａ／ｂ、受信処理部１２２ａ／ｂ、およびＡＤ変換部１２３ａ／ｂで構成されていることから、それぞれの系統で処理された２つのデジタル値２３ａ／ｂが演算処理部１０１に出力される。これにより、演算処理部１０１では、対象物の位置情報として、対象物までの距離に加えて、モノパルス方式に従って２つのデジタル値２３ａ／ｂから対象物の位置角度（進行方向からのずれ角度）を検出することが可能となる。なお、対象物の位置角度を計測する必要がない場合には、受信部１２０を１系統の受信用アンテナ、受信処理部、およびＡＤ変換部で構成することができる。
【００２７】
上記説明のように、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００は、広角度に送信可能な送信用アンテナ１１２と、広角度の方向から放射される信号を受信可能な受信用アンテナ１２１ａ／ｂとを備えており、これにより広い角度範囲で対象物の検知が可能となっている。一方、広角度な受信用アンテナ１２１ａ／ｂを用いていることから、受信用アンテナ１２１ａ／ｂが対象物からの反射波以外の不要信号を広角度の方向から受信してしまう。このような不要信号の影響を低減するために、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００は、上記のような構成に加えて、不要信号決定部１０２と記憶部１０３を備えている。以下では、車載用モノパルス式レーダ装置１００において、不要信号を処理するための構成について説明する。
【００２８】
車載用モノパルス式レーダ装置１００は、通常行う対象物の検知とは別に、対象物の検知の所定回数（第１の所定回数）毎に不要信号の計測を行っており、測定された不要信号計測値を記憶部１０３に記憶している。前記所定の回数（第１の所定回数）としては、効率的な対象物検知を行う観点及び適宜の時間間隔で不要信号補正値を更新する観点から、２回以上５０回以下が好ましい。そして、通常の対象物の検知の際には、記憶部１０３から不要信号計測値を読み出して不要信号補正値を算出し、これを受信信号から差し引くことで不要信号の影響を低減するように構成されている。本実施形態では、不要信号に送信信号１２の反射波も含めて計測されるのを防止するために、不要信号を計測するときには送信部１１０を停止させて受信部１２０側だけを動作させるようにしている。これにより、不要信号のみを計測して記憶部１０３に記憶させておくことができる。
【００２９】
不要信号決定部１０２は、通常の対象物の検知の際に、演算処理部１０１から要求信号３１を入力すると、記憶部１０３から不要信号計測値を読み出し、これから不要信号補正値を算出して演算処理部１０１に出力する。記憶部１０３は、不要信号の計測時にＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力した２つのデジタル値２３ａ／ｂを不要信号計測値として記憶しており、不要信号決定部１０２はこの２つの不要信号計測値を記憶部１０３から読み出す。そして、読み出した２つの不要信号計測値を平均化して不要信号補正値を決定し、これを演算処理部１０１に出力している。あるいは、記憶部１０３に所定回数（第２の所定回数）分の不要信号を計測した結果を記憶させておき、不要信号決定部１０２が第２の所定回数分の不要信号計測値を読み出し、これを用いて不要信号補正値を算出するようにすることも可能である。また、２系統のデジタル値２３ａ／ｂを別々に補正するために、記憶部１０３に記憶された不要信号計測値を系統ごとに平均化して演算処理部１０１に出力するようにすることも可能である。
【００３０】
演算処理部１０１は、受信部１２０を制御して不要信号の計測を行わせると、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂからデジタル値２３ａ／ｂを入力して記憶部１０３に記憶させる。記憶部１０３は、不要信号を計測する度に演算処理部１０１から２つのデジタル値２３ａ／ｂを入力して記憶するが、これを所定回数（第２の所定回数）分まで記憶できるようにするのが好ましい。そして、この所定回数分のデジタル値２３ａ／ｂが記憶されると、それ以降は最も古いものから順次破棄して最新の測定結果を記憶させていくのがよい。記憶部１０３には、不揮発性のメモリを用いるのがよい。これにより、起動直後においても過去の不要信号のデータが記憶部１０３に保存されていることから、不要信号決定部１０２は、記憶部１０３に保存されている過去のデータを用いて不要信号補正値の初期値を決定することができる。
【００３１】
演算処理部１０１は、不要信号を計測するときは、送信処理部１１１に対し処理を停止させるための制御信号１１を出力する一方、受信処理部１２２ａ／ｂ及びＡＤ変換部１２３ａ／ｂに対しては、処理を開始させるための制御信号２４ａ／ｂ及び２５ａ／ｂを出力する。これにより、受信処理部１２２ａ／ｂ及びＡＤ変換部１２３ａ／ｂは、送信部１１０からの送信信号の反射波を含まない受信波を処理し、演算処理部１０１は、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力したデジタル値２３ａ／ｂを不要信号計測値として記憶部１０３に記憶させることができる。
【００３２】
一方、通常の対象物検知を行うときは、演算処理部１０１は、送信処理部１１１に対し処理を開始させるための制御信号１１を出力するとともに、不要信号決定部１０２に対して不要信号補正値を要求する要求信号３１を出力する。要求信号３１に応答して不要信号決定部１０２が不要信号補正値３２を算出して演算処理部１０１に出力すると、演算処理部１０１は、これをＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力したデジタル値２３ａ／ｂの補正に用いる。すなわち、送信処理部１１１が処理を開始して送信用アンテナ１１２から送信信号が放射されるようになると、演算処理部１０１がＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力するデジタル値２３ａ／ｂには、対象物で反射された反射波に加えて不要信号も含まれている。そこで、演算処理部１０１では、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力したデジタル値２３ａ／ｂから、不要信号決定部１０２から入力した不要信号補正値３２を差し引いて補正する。これにより、不要信号の影響を低減して対象物の位置、相対速度、及び角度を高精度に検知することが可能となる。
【００３３】
本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００では、送信処理部１１１の停止や開始を、演算処理部１０１からの制御信号１１だけで行わせることができることから、送信用アンテナ１１２から送信信号１２を放射させたり停止させたりする制御を高速に行うことができる。その結果、不要信号の計測を、例えば１００ｍｓといった極めて短い時間間隔毎に行わせることが可能となる。この場合、車速を例えば時速１００ｋｍとしたとき、３ｍ未満の走行距離ごとに不要信号を計測することになり、周辺の環境変化に伴う不要信号の変化を対象物の検知に速やかに反映させることが可能となる。
【００３４】
次に、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００で行われる処理を、図２乃至４に示すフローチャートを用いてさらに詳細に説明する。以下では、計測を行う周期の一例として、不要信号の計測を１００ｍｓ毎に１回行うものとし、その間に通常の対象物の検知を４回行うものとする。すなわち、受信部１２０は２０ｍｓ周期で受信信号の処理を行い、送信部１１０も２０ｍｓ周期で送信信号の処理を行うが、５回に１回の割合で送信信号の送信を停止することによって通常の対象物の検知を停止し、不要信号の計測を行う。
【００３５】
図２は、車載用モノパルス式レーダ装置１００で行われる処理の全体の流れを示すフローチャートである。車載用モノパルス式レーダ装置１００は、電源をＯＮにすると（ステップＳ０）、計測回数Ｎを０に設定して初期化を行う（ステップＳ１）。計測回数Ｎは、不要信号の計測と対象物の検知のいずれを実施するかを判定するのに用いられる。計測回数Ｎを０に初期化した後、ステップＳ２で不要信号の計測を実行する。ここでは、電源をＯＮにした直後は、まず無条件で不要信号の計測を行うようにしており、記憶部１０３に記憶されている不要信号計測値を最新のものに更新するようにしている。これにより、次回以降行われる通常の対象物の検知において、最新の不要信号計測値から算出された不要信号補正値を用いて受信信号の補正を行うことができる。
【００３６】
ステップＳ２の不要信号の計測が終了すると、次の周期に達するまで待機する。次の２０ｍｓの周期に達すると、まずステップＳ３で計測回数Ｎが４に達しているか判定する。ステップＳ２の不要信号の計測を行った次の周期では計測回数Ｎが０となっていることから、ステップＳ３での判定は「ＮＯ」となって次のステップＳ４に進む。ステップＳ４では、通常の対象物の検知が行われる。ステップＳ４の通常の対象物の検知が終了すると、次のステップＳ５では計測回数Ｎに１を加算してこれを更新している。計測回数Ｎは、不要信号の計測を行った後に通常の対象物の検知を行った回数となっている。その後、再び次の周期に達するまで待機する。
【００３７】
以下、計測回数ＮがステップＳ５で１ずつ加算されてＮの値が４（第１の所定回数）に達すると、次の周期においてステップＳ３の判定が初めて「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１に進んで計測回数Ｎを再び０に初期化し、次のステップＳ２で再び不要信号の計測を行う。このようにして、本実施形態の車載用モノパルス式レーダ装置１００では、所定の周期（例えば２０ｍｓ）で通常の対象物の検知を行うと同時に、別の周期（例えば１００ｍｓ）で不要信号の計測を行うように構成している。これにより、記憶部１０３に記憶されている不要信号計測値が、周囲環境等の変化に対応した最新のものに適宜更新されることから、通常の対象物の検知で受信された信号を、最新の不要信号補正値で補正することができる。その結果、対象物の見落としや誤検出を防止することが可能となる。
【００３８】
次に、図２のステップＳ２における不要信号の計測について、図３を用いて詳細に説明する。図３は、不要信号の計測における処理の流れを示すフローチャートである。不要信号の計測が開始されると、まずステップＳ１１において、演算処理部１０１から送信処理部Ｓ１１１に対し処理を停止させるための制御信号１１を出力する。これにより、送信処理部１１１がその処理を停止する（ステップＳ１２）。次にステップＳ１３において、演算処理部１０１から受信処理部１２２ａ／ｂ及びＡＤ変換部１２３ａ／ｂに対して、処理を開始させるための制御信号２４ａ／ｂ及び２５ａ／ｂを出力する。これにより、ステップＳ１４において、受信処理部１２２ａ／ｂが受信用アンテナ１２１ａ／ｂから受信信号２１ａ／ｂを入力し、これをダウンコンバートして電圧信号２２ａ／ｂを出力する。次のステップＳ１５では、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂが受信処理部１２２ａ／ｂから電圧信号２２ａ／ｂを入力し、これをＡＤ変換してデジタル値２３ａ／ｂを出力する。さらに、ステップＳ１６では、演算処理部１０１がＡＤ変換部１２３ａ／ｂからデジタル値２３ａ／ｂを入力すると、これを不要信号計測値として記憶部１０３に記憶させる。
【００３９】
さらに、図２のステップＳ４における通常の対象物の検知について、図４を用いて詳細に説明する。図４は、通常の対象物の検知における処理の流れを示すフローチャートである。通常の対象物の検知が開始されると、まずステップＳ２１において、演算処理部１０１から送信処理部１１１に対し処理を開始させるための制御信号１１を出力する。これにより、送信処理部１１１は対象物を検知するためのパルス信号を生成し、これをアップコンバートして送信用信号１２として送信用アンテナ１１２に出力する（ステップＳ２２）。そして、ステップＳ２３で送信用アンテナ１１２から送信用信号１２の電波が空中に放射される。
【００４０】
次のステップＳ２４では、演算処理部１０１が受信処理部１２２ａ／ｂ及びＡＤ変換部１２３ａ／ｂに対して、処理を開始させるための制御信号２４ａ／ｂ及び２５ａ／ｂを出力する。これにより、ステップＳ２５において、受信用アンテナ１２１ａ／ｂで受信された受信信号が受信処理部１２２ａ／ｂに出力される。ステップＳ２６では、受信処理部１２２ａ／ｂが、受信用アンテナ１２１ａ／ｂから入力した受信信号２１ａ／ｂをダウンコンバートし、電圧信号２２ａ／ｂを出力する。次のステップＳ２７では、ＡＤ変換部１２３ａ／ｂが受信処理部１２２ａ／ｂから電圧信号２２ａ／ｂを入力し、これをＡＤ変換してデジタル値２３ａ／ｂを出力する。ステップＳ２８では、演算処理部１０１がＡＤ変換部１２３ａ／ｂからデジタル値２３ａ／ｂを入力する。またステップＳ２９では、演算処理部１０１が不要信号決定部１０２に対して不要信号補正値の要求信号３１を出力する。
【００４１】
ステップ３０において、不要信号決定部１０２が演算処理部１０１から不要信号補正値の要求を受けると、記憶部１０３から不要信号計測値を読み込み、これを平均化して不要信号補正値３２を算出し、この不要信号補正値３２を演算処理部１０１に出力する。演算処理部１０１では、ステップＳ３１において、不要信号決定部１０２から入力した不要信号補正値３２をＡＤ変換部１２３ａ／ｂから入力したデジタル値２３ａ／ｂから差し引き、これから対象物の検知を行う。さらに、ステップＳ３１で対象物が検知されると、ステップＳ３２で対象物の位置（距離、角度）及び相対速度を算出する。
【００４２】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る車載用モノパルス式レーダ装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における車載用モノパルス式レーダ装置の細部構成及び詳細な動作などに関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１００ 車載用モノパルス式レーダ装置
１０１ 演算処理部
１０２ 不要信号決定部
１０３ 記憶部
１１０ 送信部
１１１ 送信処理部
１１２ 送信用アンテナ
１２０ 受信部
１２１ 受信用アンテナ
１２２ 受信処理部
１２３ ＡＤ変換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスを発生させ、これを所定の周波数帯にアップコンバートして送信信号を生成する送信処理部と、
前記送信処理部から前記送信信号を入力して放射する送信用アンテナと、
前記送信用アンテナから放射された電波が対象物で反射された反射波を受信する受信用アンテナと、
前記受信用アンテナから受信信号を入力し、これをダウンコンバートして電圧信号に変換する受信処理部と、
前記受信処理部から前記電圧信号を入力し、これをＡＤ変換してデジタル値を出力するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から前記デジタル値を入力して前記対象物を検知する演算処理部と、
不要信号計測値を保存する記憶部と、
前記記憶部から前記不要信号計測値を入力し、これから不要信号補正値を決定する不要信号決定部と、を備え、
前記演算処理部は、
前記送信処理部を動作させて前記送信信号を前記送信用アンテナから放射するとともに、前記不要信号決定部から前記不要信号補正値を入力して前記ＡＤ変換部から入力した前記デジタル値から前記不要信号補正値を差し引いて前記対象物の検知を行う対象物検知ステップを行うとともに、
前記対象物検知ステップを第１の所定回数行う毎に、前記送信処理部を停止させて前記ＡＤ変換部から前記デジタル値を入力し、これを不要信号計測値として前記記憶部に保存する不要信号計測ステップを行う
ことを特徴とする車載用モノパルス式レーダ装置。
【請求項２】
前記演算処理部は、前記対象物を検知すると、該対象物までの距離、角度、及び相対速度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【請求項３】
前記第１の所定回数は、２回以上５０回以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記不要信号計測値を第２の所定回数分保存する容量を有し、前記第２の所定回数分を超えて前記不要信号計測値を入力するときは、古いものから順に破棄して前記演算処理部から入力した前記デジタル値を保存する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【請求項５】
前記不要信号決定部は、前記記憶部から前記第２の所定回数分の前記不要信号計測値を読み出し、これを平均して前記不要信号補正値を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【請求項６】
前記記憶部は、不揮発性のメモリで構成されて電源オフ後も前記不要信号計測値を保存し、再び電源オンになると前記不要信号決定部が前記記憶部から前記不要信号計測値を読み出して前記不要信号補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車載用モノパルス式レーダ装置。
【請求項７】
前記対象物検知ステップ及び前記不要信号計測ステップは、それぞれ２０ｍｓの時間内に行われる
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【請求項１】
パルスを発生させ、これを所定の周波数帯にアップコンバートして送信信号を生成する送信処理部と、
前記送信処理部から前記送信信号を入力して放射する送信用アンテナと、
前記送信用アンテナから放射された電波が対象物で反射された反射波を受信する受信用アンテナと、
前記受信用アンテナから受信信号を入力し、これをダウンコンバートして電圧信号に変換する受信処理部と、
前記受信処理部から前記電圧信号を入力し、これをＡＤ変換してデジタル値を出力するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部から前記デジタル値を入力して前記対象物を検知する演算処理部と、
不要信号計測値を保存する記憶部と、
前記記憶部から前記不要信号計測値を入力し、これから不要信号補正値を決定する不要信号決定部と、を備え、
前記演算処理部は、
前記送信処理部を動作させて前記送信信号を前記送信用アンテナから放射するとともに、前記不要信号決定部から前記不要信号補正値を入力して前記ＡＤ変換部から入力した前記デジタル値から前記不要信号補正値を差し引いて前記対象物の検知を行う対象物検知ステップを行うとともに、
前記対象物検知ステップを第１の所定回数行う毎に、前記送信処理部を停止させて前記ＡＤ変換部から前記デジタル値を入力し、これを不要信号計測値として前記記憶部に保存する不要信号計測ステップを行う
ことを特徴とする車載用モノパルス式レーダ装置。
【請求項２】
前記演算処理部は、前記対象物を検知すると、該対象物までの距離、角度、及び相対速度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【請求項３】
前記第１の所定回数は、２回以上５０回以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記不要信号計測値を第２の所定回数分保存する容量を有し、前記第２の所定回数分を超えて前記不要信号計測値を入力するときは、古いものから順に破棄して前記演算処理部から入力した前記デジタル値を保存する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【請求項５】
前記不要信号決定部は、前記記憶部から前記第２の所定回数分の前記不要信号計測値を読み出し、これを平均して前記不要信号補正値を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【請求項６】
前記記憶部は、不揮発性のメモリで構成されて電源オフ後も前記不要信号計測値を保存し、再び電源オンになると前記不要信号決定部が前記記憶部から前記不要信号計測値を読み出して前記不要信号補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車載用モノパルス式レーダ装置。
【請求項７】
前記対象物検知ステップ及び前記不要信号計測ステップは、それぞれ２０ｍｓの時間内に行われる
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車載用モノパルス式ドップラーレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２１６８２４（Ｐ２０１０−２１６８２４Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６０６６７（Ｐ２００９−６０６６７）
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（３９１０４５８９７）古河ＡＳ株式会社 (571)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（３９１０４５８９７）古河ＡＳ株式会社 (571)
【Ｆターム（参考）】
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