ＦＭＣＷレーダ装置
【課題】目標物体に関する情報を算出する際の演算周期を短くでき、よって、目標物体の検知の際の応答性を向上することができるＦＭＣＷレーダ装置を提供すること。
【解決手段】レーダ装置１では、第１コア３５と第２コア３７とを用い、上り変調時の受信データ（上りビート信号）が得られた場合には即座に第１コア３５でＦＦＴ等の演算を行い、下り変調時の受信データ（下りビート信号）が得られた場合には、第１コア３５での演算と並列に、即座に第２コア３５でＦＦＴ等の演算を行う。つまり、演算に必要な信号が得られた場合には即座に各コア３５、３７で演算を行うことができるので、上りビート信号と下りビート信号が得られるのを待って演算を行う必要がない。そのため、各演算処理の負荷（ＦＦＴ等の演算負荷）が高負荷であっても、レーダ装置１における目標物体の認識のための演算周期を短くでき、よって、車両等の目標物体の検知の応答性を向上できる。
【解決手段】レーダ装置１では、第１コア３５と第２コア３７とを用い、上り変調時の受信データ（上りビート信号）が得られた場合には即座に第１コア３５でＦＦＴ等の演算を行い、下り変調時の受信データ（下りビート信号）が得られた場合には、第１コア３５での演算と並列に、即座に第２コア３５でＦＦＴ等の演算を行う。つまり、演算に必要な信号が得られた場合には即座に各コア３５、３７で演算を行うことができるので、上りビート信号と下りビート信号が得られるのを待って演算を行う必要がない。そのため、各演算処理の負荷（ＦＦＴ等の演算負荷）が高負荷であっても、レーダ装置１における目標物体の認識のための演算周期を短くでき、よって、車両等の目標物体の検知の応答性を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば移動体の衝突防止等に使用され、周波数変調されたレーダ波を送受信することにより、目標物体との相対距離や相対速度に関する情報などを取り出すＦＭＣＷ方式のレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーダ装置を自動車に搭載し、衝突防止等の安全装置として応用する試みがなされている。この車載用のレーダ装置としては、目標物（先行車等）の距離と相対速度とを同時に検出可能で、しかも構成が比較的簡単で小型化・低価格化に適したＦＭＣＷ（Frequency Modulate Continuous Wave）方式のレーダ装置（以下、ＦＭＣＷレーダ装置とよぶ）が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
このＦＭＣＷレーダ装置では、図６（ａ）に実線で示すように、三角波状の変調信号により周波数変調され、周波数が時間に対して直線的に漸次増減する送信信号Ｓｓをレーダ波として送信し、目標物体により反射されたレーダ波を受信する。この時、受信信号Ｓｒは、図６（ａ）に点線で示すように、レーダ波が目標物体との間を往復するのに要する時間、即ち目標物体までの距離に応じた時間Ｔｄだけ遅延し、レーダと目標物体との相対速度に応じた周波数Ｆｄだけドップラシフトする。
【０００４】
このような受信信号Ｓｒと送信信号Ｓｓとをミキサで混合することにより、図６（ｂ）に示すように、これら信号Ｓｒ，Ｓｓの差の周波数成分であるビート信号Ｓｂを発生させ、このビート信号ＳｂのデジタルデータをＦＦＴ変換処理（高速フーリエ変換処理）することによりパワースペクトルを求める。
【０００５】
そして、このパワースペクトルから、送信信号Ｓｓの周波数が増加する時のビート信号Ｓｂの周波数（上り変調時のビート周波数）ｆｕ、送信信号Ｓｓの周波数が減少する時のビート周波数（下り変調時のビート周波数）ｆｄを抽出し、このｆｕ、ｆｄを使用し、目標物体との距離Ｒ及び相対速度Ｖを、以下の（Ａ１）（Ａ２）式を用いて算出する。
【０００６】
Ｒ＝｛c・Ｔ／８・ΔＦ｝・（ｆｕ＋ｆｄ） ・・・（Ａ１）
Ｖ＝｛c／４・Ｆｏ｝・（ｆｕ−ｆｄ） ・・・（Ａ２）
なお、ｃは電波伝搬速度、Ｔは送信信号を変調する三角波の周期、△Ｆは送信信号の周波数変調幅、Ｆｏは送信信号の中心周波数である。
【０００７】
また、この種のＦＭＣＷレーダ装置においては、例えば図７に示す手順にて、目標物体の距離などの情報を求める処理を行っていた。
具体的には、上り変調時のビート信号取得処理、下り変調時のビート信号取得処理、上り変調時のＦＦＴ変換処理、下り変調時のＦＦＴ変換処理、上り変調時の方位推定処理、下り変調時の方位推定処理、目標物体（車両）の物体化認識処理などを、順次行っていた（特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８０４２５３号公報
【特許文献２】特開平９−２２２４７４号公報
【特許文献３】特開２０００−１４７１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術では、例えば１つのマイクロコンピュータで、前記図７に示したような処理を順次行うが、これらの演算処理の負荷は高負荷であるので、ＦＭＣＷレーダ装置における目標物体の認識のための演算周期が短くできず、よって、車両等の目標物体の検知の応答性を向上することが難しいという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、目標物体に関する情報を算出する際の演算周期を短くでき、よって、目標物体の検知の際の応答性を向上することができるＦＭＣＷ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】
【００１１】
（１）上記目的を達成するためになされた発明である請求項１に記載のＦＭＣＷレーダ装置では、基本的に、レーダ波として送信するため、時間に対して周波数が上昇又は下降して変化するよう変調された高周波の送信信号（例えば時間に対して直線的に周波数が変化するよう三角波状に変調された高周波の送信信号）を生成し、目標物体により反射された前記レーダ波の受信信号に、前記送信信号をローカル信号として混合し、該混合された信号の周波数差を成分とするビート信号に基づいて、目標物体との距離及び相対速度のうち少なくとも一方の目標物体の情報を求める。
【００１２】
特に本発明では、目標物体の情報を算出する演算手段として、第１演算手段と第１演算手段と並列に演算可能な第２演算手段とを備えている。そして、第１演算手段では、送信信号の周波数が上昇する上り変調時の上りビート信号に基づいて、目標物体の情報の演算（例えばＦＦＴ演算や方位推定）を行い、第２演算手段では、第１演算手段の演算と並列に、送信信号の周波数が下降する下り変調時の下りビート信号に基づいて、目標物体の情報の演算（例えばＦＦＴ演算や方位推定）を行う。
【００１３】
つまり、本発明では、上りビート信号が得られた場合には、その上りビート信号を用いて第１演算手段で速やかに演算を行い、下りビート信号が得られた場合には、その下りビート信号を用いて（第１演算手段と並列に）第２演算手段で速やかに演算を行うことができる。従って、本発明の場合には、演算に必要な信号が得られた場合には即座に各演算手段で演算を行うことができるので、従来の様に、上りビート信号を用いての第１演算手段による演算の終了を待って第２演算手段による演算を行う必要がない。
【００１４】
そのため、本発明では、従来に比べて、各演算処理の負荷が高負荷であっても、ＦＭＣＷレーダ装置における目標物体の認識のための演算周期を短くでき、よって、車両等の目標物体の検知の応答性を向上することができるという顕著な効果を奏する。
【００１５】
（２）請求項２の発明では、第１演算手段の演算及び第２演算手段の演算の後に、第１演算手段による演算結果と第２演算手段による演算結果を用いて、第１演算手段又は第２演算手段によって、更に目標物体の他の情報の演算（例えば距離や相対速度の演算）を行うことができる。
【００１６】
（３）請求項３の発明では、第１演算手段及び第２演算手段として、単一のマイクロコンピュータに配置された２つのコアを採用できる。
ここで、コアとは、命令発行器や演算器などを組み合わせた１つの部品として動作するプロセッサコアのことであり、プロセッサコアが複数収納されたパッケージであるマルチプロセッサでは、各プロセッサコアは他のプロセッサコアに影響されることなく動作できる。
【００１７】
（４）請求項４の発明では、第１演算手段及び第２演算手段として、異なるマイクロコンピュータを採用できる。
このマイクロコンピュータとしては、いわゆるワンチップマイコンを採用できる。
【００１８】
（５）請求項５の発明では、目標物体として、車両を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１のＦＭＣＷレーダ装置の全体構成図である。
【図２】２コアと１コアの場合の演算処理の違いを示す説明図である。
【図３】上り変調時のデータと下り変調時のデータを区別して記憶するＲＡＭの記憶ブロックを説明する説明図である。
【図４】実施例１のＦＭＣＷレーダ装置で行われる演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施例２のＦＭＣＷレーダ装置の全体構成図である。
【図６】ＦＭＣＷレーダ装置の原理を表す説明図である。
【図７】従来装置の問題点を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明のＦＭＣＷレーダ装置として、車両前方に存在する先行車等の物体を認識する車両用物体認識装置に用いられる車載のＦＭＣＷレーダ装置を例に挙げて説明する。
【実施例１】
【００２１】
ａ）まず、本実施例のＦＭＣＷレーダ装置（以下単にレーダ装置と記す）の全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例のレーダ装置１は、目標物体（物標）との距離、相対速度、方向等を検出できる装置であり、主として、レーダ波の送受信を行う送受信部３と、レーダ装置１の制御や（目標物体の検出のための）各種の演算等の処理を行う信号処理部５を備えている。
【００２２】
詳しくは、レーダ装置１は、変調指令Ｃに従って、三角波状の変調信号Ｍを生成するＤ／Ａ変換器７と、Ｄ／Ａ変換器７にて生成された変調信号Ｍに従って発振周波数が変化する電圧制御発振器（ＶＣＯ）９と、ＶＣＯ９の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力配分する分配器１１と、送信信号Ｓｓに応じたレーダ波を放射する送信アンテナ１３とを備えている。
【００２３】
また、レーダ装置１は、レーダ波を受信する複数の受信アンテナ１５で構成された受信側アンテナ部１７と、各受信アンテナ１５からの信号を選択して後段側に供給する受信スイッチ１９と、受信スイッチ１９から供給される受信信号Ｓｒとローカル信号Ｌとを混合してビート信号Ｓｂを生成するミキサ２１と、ミキサ２１が生成したビート信号Ｓｂを増幅する増幅器２３と、増幅器２３にて増幅されたビート信号ＳｂをサンプリングしてデジタルデータＤに変換するＡ／Ｄ変換器２５とを備えている。
【００２４】
このうち、前記受信側アンテナ部１７は、Ｎ個（Ｎは２以上）の受信アンテナ１５が等間隔にアレイ状に並べられたアダプティブアンテナであり、複数の受信アンテナ１５に入力された到来波の受信信号Ｓｒ（＝ｘｉ（ｔ）、（ｉ＝１〜Ｎ））は、受信スイッチ１９にて結合されて、ミキサ２１側に伝えられる。なお、受信アンテナ部１７と受信スイッチ１９とにより、受信部２０が構成されている。
【００２５】
前記ミキサ２１は、上述の様に、受信信号Ｓｒとローカル信号Ｌとを混合し、これらの信号の差の周波数成分であるビート信号Ｓｂを生成するものであり、このビート信号Ｓｂの周波数成分がビート周波数である。なお、上述の様に、ビート周波数のうち、送信信号Ｓｓの周波数が増加するときのビート周波数が上り変調時のビート周波数ｆｕ、送信信号Ｓｓの周波数が減少する時のビート周波数が下り変調時のビート周波数ｆｄであり、ＦＭＣＷ方式による目標物体の距離及び相対速度の演算に用いられる。
【００２６】
前記信号処理部５には、周知のマイクロコンピュータ２７を備えており、このマイクロコンピュータ２７は、各種の演算を行う演算処理ユニット２９とＲＡＭ（ＳＲＡＭ）３１とＲＯＭ３３とを備えている。
【００２７】
特に本実施例では、前記演算処理ユニット２９には、各種の演算を並列して処理することができる第１コア３５と第２コア３７とを備えている。
そして、マイクロコンピュータ２７では、Ａ／Ｄ変換器２５によってデジタル値に変換されたビート信号（デジタルデータＤ）に基づいて、後述するＭＵＳＩＣの処理における方位の推定（算出）を行うとともに、ＦＭＣＷによる距離や相対速度の算出を行う。
【００２８】
つまり、後に詳述する様に、マイクロコンピュータ２７は、Ａ／Ｄ変換器２５を介して取り込んだデジタルデータＤについて、演算処理ユニット２９の両コア３５、３７によって、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理等を実行するとともに、レーダ波を反射した物体が存在する方位の推定を行い、更に、物体との距離及び相対速度の算出等の処理等を実行する。
【００２９】
ｂ）次に、本実施例のレーダ装置１にて行われる処理の要部について説明する。
なお、ここでは、上り変調時の処理及び下り変調時の処理を、それぞれ２回づつ行う例を挙げて説明する。
【００３０】
図２に示す様に（２コア参照）、本実施例では、第１コア３５と第２コア３７とで、目標物体を検知するための処理を、並列して行う。
具体的には、第１コア３５では、最初（１回目）の上り変調時の区間（アップ区間）の終了時点で、１回目の上り変調時の受信信号Ｓｓのデータを用いて、１回目の上り信号処理（ｕ１）を行う。この１回目の上り信号処理（ｕ１）とは、後述する１回目の上り変調時におけるビート信号取得処理とＦＦＴ変換処理である（図４参照）。
【００３１】
続いて、第１コア３５では、次（２回目）の上り変調時の終了時点で、同様に、２回目の上り変調時の受信信号Ｓｓのデータを用いて、２回目の上り信号処理（ｕ２）を行う。この２回目の上り信号処理（ｕ２）とは、同様に、２回目の上り変調時におけるビート信号取得処理とＦＦＴ変換処理である。
【００３２】
続いて、第１コア３５では、１回目の上り信号処理（ｕ１）の結果と２回目の上り信号処理（ｕ２）の結果を用いて、方向推定処理（ｕｄｏａ）を行う。
一方、第２コア３７では、前記第１コア３５での処理と並列に、最初（１回目）の下り変調時（ダウン区間）の終了時点で、１回目の下り変調時の受信信号Ｓｓのデータを用いて、１回目の下り信号処理（ｄ１）を行う。この１回目の下り信号処理（ｄ１）とは、後述する１回目の下り変調時におけるビート信号取得処理とＦＦＴ変換処理である。
【００３３】
続いて、第２コア３７では、次（２回目）の下り変調の終了時点で、同様に、２回目の下り変調時の受信信号Ｓｓのデータを用いて、２回目の下り信号処理（ｄ２）を行う。この２回目の下り信号処理（ｄ２）とは、同様に、２回目の下り変調時におけりビート信号取得処理とＦＦＴ変換処理である。
【００３４】
続いて、第２コア３７では、１回目の下り信号処理（ｄ１）の結果と２回目の下り信号処理（ｄ２）の結果を用いて、方向推定処理（ｄｄｏａ）を行う。
そして、第２コア３７での方向推定処理（ｄｄｏａ）が終了した場合には、第１コア３５にて、後述するように、両コア３５、３７での演算結果を用いて、ペアリングや目標物体との距離や相対速度の検出などの物体化認識処理を行う。
【００３５】
従って、後に詳述するように、従来の様に、１コアで、順次、ｕ１→ｄ１→ｕ２→ｄ２→ｕｄｏａ→ｄｄｏａ→物体化認識処理の様な各処理を行った場合に比べて、目標物体の検出のための演算時間を短縮することができる。
【００３６】
なお、ここでは複数回（２回）の上り信号処理（ｕ１、ｕ２）及び下り信号処理（ｄ１、ｄ２）を例に挙げて説明したが、各１回の上り信号処理（ｕ１）及び下り信号処理（ｄ１）のみを採用して処理を行ってもよい。
【００３７】
ｃ）次に、本実施例のレーダ装置１にて行われる処理について、更に詳細に説明する。
＜データの記憶方法＞
まず、レーダ装置１で受信された信号のデータの記憶方法について、図３に基づいて説明する。
【００３８】
図３に示す様に、送受信部３によって得られたビート信号Ｓｂは、Ａ／Ｄ回路２５で、上り変調時及び下り変調時において、それぞれ所定のタイミング（例えば２００ｋＨｚ）でサンプリングされ、ＲＡＭ３１に順次記憶される。
【００３９】
具体的には、ＲＡＭ３１の所定の記憶ブロックＭｕ１に、１回目の上り信号処理（ｕ１）に用いるサンプリングデータ、即ち１回目のアップ区間に対応するデジタルデータ（ｕ１データ）を格納する。詳しくは、記憶ブロックＭｕ１に対応する所定のアドレスに、時系列に沿って順次サンプリングデータを格納する。
【００４０】
また、ＲＡＭ３１の他の記憶ブロックＭｕ２に、２回目の上り信号処理（ｕ２）に用いるサンプリングデータ、即ち２回目のアップ区間に対応するデジタルデータ（ｕ２データ）を格納する。詳しくは、記憶ブロックＭｕ２に対応する所定のアドレスに、時系列に沿って順次サンプリングデータを格納する。
【００４１】
同様に、ＲＡＭ３１の所定の記憶ブロックＭｄ１に、１回目の下り信号処理（ｄ１）に用いるサンプリングデータ、即ち１回目のダウン区間に対応するデジタルデータ（ｄ１データ）を格納する。詳しくは、記憶ブロックＭｄ１に対応する所定のアドレスに、時系列に沿って順次サンプリングデータを格納する。
【００４２】
また、ＲＡＭ３１の他の記憶ブロックＭｄ２に、２回目の下り信号処理（ｄ２）に用いるサンプリングデータ、即ち２回目のダウン区間に対応するデジタルデータ（ｄ２データ）を格納する。詳しくは、記憶ブロックＭｄ２に対応する所定のアドレスに、時系列に沿って順次サンプリングデータを格納する。
【００４３】
なお、サンプリングされたデータが、ｕ１、ｕ２、ｄ１、ｄ２のどの処理に用いられるデータであるか、即ち、サンプリングされたデータを、どの記憶ブロックのアドレスに格納するかは、変調指令Ｃの出力タイミングに基づいて判別可能とされている。
【００４４】
つまり、送信アンテナ１３から送信される信号のタイミング（時刻）は、マイクロコンピュータ２７から出力される変調指令Ｃの出力タイミングによって規定されているので、この変調指令Ｃの出力タイミングに基づいて、Ａ／Ｄ変換器２５から入力されるデジタルデータＤ（従ってＲＡＭ３１に格納されるサンプリングデータ）の受信タイミングが決まる。よって、この受信タイミングに基づいて、受信されたサンプリングデータを、どの記憶ブロックのアドレスに格納するかを決定することができる。つまり、受信タイミングと格納アドレスとの紐付けを予め実施しているため、格納アドレスが決定できる。
＜両コアでの演算方法＞
次に、両コア３５、３７で行われる処理内容について、図４に基づいて説明する。
【００４５】
なお、図４では、両コア３５、３７での演算がパラレルであることを示すために、同じフローチャートで示している。
図４に示す様に、第１コア３５では、ステップ（Ｓ）１００にて、最初（１回目）の上り変調時の終了時のタイミングから、１回目の上り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
【００４６】
具体的には、１回目の上り変調時におけるサンプリングデータ（ｕ１データ）を、ＲＡＭ３１の記憶ブロックＭｕ１から取得する。
続くステップ１１０では、前記サンプリングデータ（ｕ１データ）を用いて、周知のＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、１回目の上げ変調時におけるパワースペクトルＰｕ１を求める。なお、このパワースペクトルＰｕ１から、上り変調時のビート周波数ｆｕ（即ちｕ１データに基づく上りビート周波数ｆｕ１）を求めることができる。
【００４７】
なお、前記ステップ１００、１１０の処理が、ｕ１の処理である。
続くステップ１２０では、２回目の上り変調時の終了時のタイミングから、２回目の上り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
【００４８】
具体的には、２回目の上り変調時におけるサンプリングデータ（ｕ２データ）を、ＲＡＭ３１の記憶ブロックＭｕ２から取得する。
続くステップ１３０では、前記サンプリングデータ（ｕ２データ）を用いて、同様なＦＦＴ処理を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、２回目の上げ変調時のパワースペクトルＰｕ２を求める。
【００４９】
なお、前記ステップ１２０、１３０の処理が、ｕ２の処理である。
続くステップ１４０では、前記ステップ１１０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｕ１と、前記ステップ１３０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｕ２とを用いて、周知の方位推定処理を行う。
【００５０】
この方位推定処理については、例えば従来より知られた電波の到来方向を推定する手法を採用できる。具体的には、例えば、各アンテナ素子（チャネルともいう）が受信した受信信号間の相関を表す相関行列に基づいて角度スペクトラムを生成し、この角度スペクトラムをスキャンすることで高分解能の推定を行うＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法，ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）法等を採用できる。
【００５１】
ここでは、例えば特願２００７−０１９６４４号（特開２００８−１８５４７１号公報）等に記載のＭＵＳＩＣ法を例にあげて、その概要を以下に簡単に説明する。なお、アレーアンテナは、上述の様に、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のアンテナ素子を一直線上に等間隔で配置した、いわゆるリニアアレーからなるものである。
【００５２】
具体的には、まず、前記ステップ１１０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｕ１と、前記ステップ１３０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｕ２に基づき、物体からの反射波に基づく信号成分が存在するとして抽出された周波数に対してＭＵＳＩＣ処理を行う。
【００５３】
選択された周波数の信号成分（ＦＦＴ処理結果データ）を、全チャネルｃｈ１〜ｃｈＮのパワースペクトルから抽出して配列してなる受信ベクトルＸ（ｉ）を生成する。次に、この下記式（１）の受信ベクトルＸ(ｋ)を用いて、下記（２）式に従ってＮ行Ｎ列の相関行列Ｒxxを求める。
【００５４】
ここで、Ｔはベクトル転置、Ｈは複素共役転置を示す。
【００５５】
【数１】
【００５６】
次に、この相関行列Ｒxxの固有値λ1 〜λN （但し、λ1 ≧λ2 ≧…≧λN ）を求め、ノイズ閾値ＴＨ（＝熱雑音電力σ2 ）より大きい固有値の数から到来波数Ｌ（＜Ｎ）を推定すると共に、固有値λ1 〜λN に対応する固有ベクトルｅ1 〜ｅN を算出する。
【００５７】
そして、ノイズ閾値ＴＨ以下となる（Ｎ−Ｌ）個の固有値に対応した固有ベクトルからなる雑音固有ベクトルＥNOを下記（３）式で定義し、方向θに対するアレーアンテナの複素応答をａ(θ)で表すものとして、下記（４）式に示す評価関数ＰPU(θ)を求める。
【００５８】
【数２】
【００５９】
この評価関数ＰMU(θ)から得られる角度スペクトラム（ＭＵＳＩＣスペクトラム）は、θが到来波の到来方向と一致すると発散して、鋭いピークが立つように設定されているため、到来方向の推定値θ1 〜θL は、ＭＵＳＩＣスペクトラムのピーク（ヌルポイント）をサーチすることにより求めることができる。
【００６０】
つまり、上述した周知の方位推定処理により、レーダ波の反射波の到来方向、即ち、目標物体の方位を推定することができる。
ここまでのステップ１００〜１４０の処理が、第１コア３５にて、最初に実施される処理である。
【００６１】
一方、第２コア３７では、前記第１コア３５にて行われたステップ１００〜１４０の処理と（上り変調時か下り変調時かは異なるが）ほぼ同様な処理が行われるので、以下に、簡単に説明する。
【００６２】
前記図４に示す様に、第２コア３７では、ステップ１５０にて、最初（１回目）の下り変調時の終了時のタイミングから、１回目の下り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
【００６３】
具体的には、１回目の下り変調時におけるサンプリングデータ（ｄ１データ）を、ＲＡＭ３１の記憶ブロックＭｄ１から取得する。
続くステップ１６０では、前記サンプリングデータ（ｄ１データ）を用いて、周知のＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、１回目の下り変調時におけるパワースペクトルＰｄ１を求める。
【００６４】
なお、前記ステップ１５０、１６０の処理が、ｄ１の処理である。
続くステップ１７０では、２回目の下り変調時の終了時のタイミングから、２回目の下り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
【００６５】
具体的には、２回目の下り変調時におけるサンプリングデータ（ｄ２データ）を、ＲＡＭ３１の記憶ブロックＭｄ２から取得する。
続くステップ１８０では、前記サンプリングデータ（ｄ２データ）を用いて、同様なＦＦＴ処理を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、２回目の下り変調時のパワースペクトルＰｄ２を求める。
【００６６】
なお、前記ステップ１７０、１８０の処理が、ｄ２の処理である。
続くステップ１９０では、前記ステップ１６０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｄ１と、前記ステップ１８０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｄ２とを用いて、上述した様な例えばＭＩＳＩＣ法による周知の方位推定処理を行う。
【００６７】
つまり、上述した方位推定処理により、下り変調時のパワースペクトルを用いて、レーダ波の反射波の到来方向、即ち、目標物体の方位を推定することができる。
ここまでのステップ１５０〜１９０の処理が、第２コア３７にて、最初に実施される処理である。
【００６８】
次に、この第２コア３７でのステップ１５０〜１９０の処理が終了すると、その処理が終了した旨と、その処理結果を、第１コア３５に送信する。
そして、第１コア３５では、ステップ２００にて、上述した第１コア３５でのステップ１００〜１４０の処理結果と、第２コア３７でのステップ１５０〜１９０の処理結果を用いて、周知の物体化認識処理を行う。
【００６９】
具体的には、この物体化認識処理として、まず、ペアリング処理を行う。
このペアリング処理とは、周知の様に、上り変調時と下り変調時とで、同じ方位にあるピーク周波数同士を組み合わせる処理である。
【００７０】
そして、その組み合わされたピーク周波数から、ＦＭＣＷレーダにおける周知の手法（上述した従来技術に記載したＡ１、Ａ２式を用いた手法）を用いて、目標物体との距離と相対速度を求め、これらの距離、相対速度、及び方位とを、共に目標物体の情報として出力し、本処理を終了する。
【００７１】
なお、目標物体の距離や相対速度を算出する際には、上述の様に、上り変調時と下り変調時とにおける各パワースペクトルを用いるが、各パワースペクトルがそれぞれ複数ある場合には、それらを平均化したパワースペクトル、即ち上り変調時の複数のパワースペクトルを平均したものと、下り変調時の複数のパワースペクトルを平均化したものとを用いてもよい。
【００７２】
ｄ）以上説明したように、本実施例のレーダ装置１においては、第１コア３５と第２コア３７とを用い、上り変調時の受信データ（上りビート信号）が得られた場合には即座に第１コア３５でＦＦＴ等の演算を行い、また、下り変調時の受信データ（下りビート信号）が得られた場合には、第１コア３５での演算と並列に、即座に第２コア３５でＦＦＴ等の演算を行っている。
【００７３】
つまり、本実施例の場合には、演算に必要な信号が得られた場合には即座に各コア３５、３７で演算を行うことができるので、従来の様に、上りビート信号と下りビート信号が得られるのを待って演算を行う必要がない。
【００７４】
そのため、従来に比べて、各演算処理の負荷（ＦＦＴ等の演算負荷）が高負荷であっても、レーダ装置１における目標物体の認識のための演算周期を短くでき、よって、車両等の目標物体の検知の応答性（即ち、初期検知の応答性）を向上することができるという顕著な効果を奏する。
【実施例２】
【００７５】
次に、実施例２について説明するが、実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本発明は、前記実施例１の様に、１個のマイクロコンピュータ（いわゆるワンチップマイコン）にマルチコア（例えばディアルコア）を搭載したレーダ装置ではなく、図５に示す様に、レーダ装置５１の信号処理部５３に、マイクロコンピュータ（ワンチップマイコン）５５、５７を複数個（例えば２個）用いたものである。
【００７６】
そして、第１マイクロコンピュータ５５では、前記第１コアと同様に、上り変調時の受信データ（上りビート信号）が得られた場合には即座にＦＦＴ等の演算を行う。また、第２マイクロコンピュータ５７では、下り変調時の受信データ（下りビート信号）が得られた場合には、前記第２コアと同様に、第１マイクロコンピュータ５５での演算と並列に、即座に第２マイクロコンピュータ５７でＦＦＴ等の演算を行っている。
【００７７】
これによって、前記実施例１と同様に、従来の様に、上りビート信号と下りビート信号が得られるのを待って演算を行う必要がないので、各演算処理の負荷（ＦＦＴ等の演算負荷）が高負荷であっても、レーダ装置５１における目標物体の認識のための演算周期を短くでき、よって、車両等の目標物体の検知の応答性を向上することができるという顕著な効果を奏する。
【００７８】
なお、以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の具体的な実施例に限定されず、本発明の範囲内でこの他にも種々の形態で実施することができる。
例えば本発明は、自動車において、その先行車などとの距離や相対速度や方位等を求める場合に限らず、航空機や船舶や電車等の目標物体の情報を求める場合に適用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１、５１…レーダ装置
５、５３…信号処理部
７…送受信部
９…電圧制御発振器
１１…分配器
１３…送信アンテナ
１５…受信アンテナ
１７…受信側アンテナ部
１９…受信スイッチ
２０…受信部
２１…ミキサ
２７…マイクロコンピュータ
３１…ＲＡＭ３１
３５…第１コア
３７…第２コア
５５…第１マイクロコンピュータ
５７…第２マイクロコンピュータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば移動体の衝突防止等に使用され、周波数変調されたレーダ波を送受信することにより、目標物体との相対距離や相対速度に関する情報などを取り出すＦＭＣＷ方式のレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーダ装置を自動車に搭載し、衝突防止等の安全装置として応用する試みがなされている。この車載用のレーダ装置としては、目標物（先行車等）の距離と相対速度とを同時に検出可能で、しかも構成が比較的簡単で小型化・低価格化に適したＦＭＣＷ（Frequency Modulate Continuous Wave）方式のレーダ装置（以下、ＦＭＣＷレーダ装置とよぶ）が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
このＦＭＣＷレーダ装置では、図６（ａ）に実線で示すように、三角波状の変調信号により周波数変調され、周波数が時間に対して直線的に漸次増減する送信信号Ｓｓをレーダ波として送信し、目標物体により反射されたレーダ波を受信する。この時、受信信号Ｓｒは、図６（ａ）に点線で示すように、レーダ波が目標物体との間を往復するのに要する時間、即ち目標物体までの距離に応じた時間Ｔｄだけ遅延し、レーダと目標物体との相対速度に応じた周波数Ｆｄだけドップラシフトする。
【０００４】
このような受信信号Ｓｒと送信信号Ｓｓとをミキサで混合することにより、図６（ｂ）に示すように、これら信号Ｓｒ，Ｓｓの差の周波数成分であるビート信号Ｓｂを発生させ、このビート信号ＳｂのデジタルデータをＦＦＴ変換処理（高速フーリエ変換処理）することによりパワースペクトルを求める。
【０００５】
そして、このパワースペクトルから、送信信号Ｓｓの周波数が増加する時のビート信号Ｓｂの周波数（上り変調時のビート周波数）ｆｕ、送信信号Ｓｓの周波数が減少する時のビート周波数（下り変調時のビート周波数）ｆｄを抽出し、このｆｕ、ｆｄを使用し、目標物体との距離Ｒ及び相対速度Ｖを、以下の（Ａ１）（Ａ２）式を用いて算出する。
【０００６】
Ｒ＝｛c・Ｔ／８・ΔＦ｝・（ｆｕ＋ｆｄ） ・・・（Ａ１）
Ｖ＝｛c／４・Ｆｏ｝・（ｆｕ−ｆｄ） ・・・（Ａ２）
なお、ｃは電波伝搬速度、Ｔは送信信号を変調する三角波の周期、△Ｆは送信信号の周波数変調幅、Ｆｏは送信信号の中心周波数である。
【０００７】
また、この種のＦＭＣＷレーダ装置においては、例えば図７に示す手順にて、目標物体の距離などの情報を求める処理を行っていた。
具体的には、上り変調時のビート信号取得処理、下り変調時のビート信号取得処理、上り変調時のＦＦＴ変換処理、下り変調時のＦＦＴ変換処理、上り変調時の方位推定処理、下り変調時の方位推定処理、目標物体（車両）の物体化認識処理などを、順次行っていた（特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８０４２５３号公報
【特許文献２】特開平９−２２２４７４号公報
【特許文献３】特開２０００−１４７１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術では、例えば１つのマイクロコンピュータで、前記図７に示したような処理を順次行うが、これらの演算処理の負荷は高負荷であるので、ＦＭＣＷレーダ装置における目標物体の認識のための演算周期が短くできず、よって、車両等の目標物体の検知の応答性を向上することが難しいという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、目標物体に関する情報を算出する際の演算周期を短くでき、よって、目標物体の検知の際の応答性を向上することができるＦＭＣＷ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】
【００１１】
（１）上記目的を達成するためになされた発明である請求項１に記載のＦＭＣＷレーダ装置では、基本的に、レーダ波として送信するため、時間に対して周波数が上昇又は下降して変化するよう変調された高周波の送信信号（例えば時間に対して直線的に周波数が変化するよう三角波状に変調された高周波の送信信号）を生成し、目標物体により反射された前記レーダ波の受信信号に、前記送信信号をローカル信号として混合し、該混合された信号の周波数差を成分とするビート信号に基づいて、目標物体との距離及び相対速度のうち少なくとも一方の目標物体の情報を求める。
【００１２】
特に本発明では、目標物体の情報を算出する演算手段として、第１演算手段と第１演算手段と並列に演算可能な第２演算手段とを備えている。そして、第１演算手段では、送信信号の周波数が上昇する上り変調時の上りビート信号に基づいて、目標物体の情報の演算（例えばＦＦＴ演算や方位推定）を行い、第２演算手段では、第１演算手段の演算と並列に、送信信号の周波数が下降する下り変調時の下りビート信号に基づいて、目標物体の情報の演算（例えばＦＦＴ演算や方位推定）を行う。
【００１３】
つまり、本発明では、上りビート信号が得られた場合には、その上りビート信号を用いて第１演算手段で速やかに演算を行い、下りビート信号が得られた場合には、その下りビート信号を用いて（第１演算手段と並列に）第２演算手段で速やかに演算を行うことができる。従って、本発明の場合には、演算に必要な信号が得られた場合には即座に各演算手段で演算を行うことができるので、従来の様に、上りビート信号を用いての第１演算手段による演算の終了を待って第２演算手段による演算を行う必要がない。
【００１４】
そのため、本発明では、従来に比べて、各演算処理の負荷が高負荷であっても、ＦＭＣＷレーダ装置における目標物体の認識のための演算周期を短くでき、よって、車両等の目標物体の検知の応答性を向上することができるという顕著な効果を奏する。
【００１５】
（２）請求項２の発明では、第１演算手段の演算及び第２演算手段の演算の後に、第１演算手段による演算結果と第２演算手段による演算結果を用いて、第１演算手段又は第２演算手段によって、更に目標物体の他の情報の演算（例えば距離や相対速度の演算）を行うことができる。
【００１６】
（３）請求項３の発明では、第１演算手段及び第２演算手段として、単一のマイクロコンピュータに配置された２つのコアを採用できる。
ここで、コアとは、命令発行器や演算器などを組み合わせた１つの部品として動作するプロセッサコアのことであり、プロセッサコアが複数収納されたパッケージであるマルチプロセッサでは、各プロセッサコアは他のプロセッサコアに影響されることなく動作できる。
【００１７】
（４）請求項４の発明では、第１演算手段及び第２演算手段として、異なるマイクロコンピュータを採用できる。
このマイクロコンピュータとしては、いわゆるワンチップマイコンを採用できる。
【００１８】
（５）請求項５の発明では、目標物体として、車両を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１のＦＭＣＷレーダ装置の全体構成図である。
【図２】２コアと１コアの場合の演算処理の違いを示す説明図である。
【図３】上り変調時のデータと下り変調時のデータを区別して記憶するＲＡＭの記憶ブロックを説明する説明図である。
【図４】実施例１のＦＭＣＷレーダ装置で行われる演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施例２のＦＭＣＷレーダ装置の全体構成図である。
【図６】ＦＭＣＷレーダ装置の原理を表す説明図である。
【図７】従来装置の問題点を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明のＦＭＣＷレーダ装置として、車両前方に存在する先行車等の物体を認識する車両用物体認識装置に用いられる車載のＦＭＣＷレーダ装置を例に挙げて説明する。
【実施例１】
【００２１】
ａ）まず、本実施例のＦＭＣＷレーダ装置（以下単にレーダ装置と記す）の全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例のレーダ装置１は、目標物体（物標）との距離、相対速度、方向等を検出できる装置であり、主として、レーダ波の送受信を行う送受信部３と、レーダ装置１の制御や（目標物体の検出のための）各種の演算等の処理を行う信号処理部５を備えている。
【００２２】
詳しくは、レーダ装置１は、変調指令Ｃに従って、三角波状の変調信号Ｍを生成するＤ／Ａ変換器７と、Ｄ／Ａ変換器７にて生成された変調信号Ｍに従って発振周波数が変化する電圧制御発振器（ＶＣＯ）９と、ＶＣＯ９の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌとに電力配分する分配器１１と、送信信号Ｓｓに応じたレーダ波を放射する送信アンテナ１３とを備えている。
【００２３】
また、レーダ装置１は、レーダ波を受信する複数の受信アンテナ１５で構成された受信側アンテナ部１７と、各受信アンテナ１５からの信号を選択して後段側に供給する受信スイッチ１９と、受信スイッチ１９から供給される受信信号Ｓｒとローカル信号Ｌとを混合してビート信号Ｓｂを生成するミキサ２１と、ミキサ２１が生成したビート信号Ｓｂを増幅する増幅器２３と、増幅器２３にて増幅されたビート信号ＳｂをサンプリングしてデジタルデータＤに変換するＡ／Ｄ変換器２５とを備えている。
【００２４】
このうち、前記受信側アンテナ部１７は、Ｎ個（Ｎは２以上）の受信アンテナ１５が等間隔にアレイ状に並べられたアダプティブアンテナであり、複数の受信アンテナ１５に入力された到来波の受信信号Ｓｒ（＝ｘｉ（ｔ）、（ｉ＝１〜Ｎ））は、受信スイッチ１９にて結合されて、ミキサ２１側に伝えられる。なお、受信アンテナ部１７と受信スイッチ１９とにより、受信部２０が構成されている。
【００２５】
前記ミキサ２１は、上述の様に、受信信号Ｓｒとローカル信号Ｌとを混合し、これらの信号の差の周波数成分であるビート信号Ｓｂを生成するものであり、このビート信号Ｓｂの周波数成分がビート周波数である。なお、上述の様に、ビート周波数のうち、送信信号Ｓｓの周波数が増加するときのビート周波数が上り変調時のビート周波数ｆｕ、送信信号Ｓｓの周波数が減少する時のビート周波数が下り変調時のビート周波数ｆｄであり、ＦＭＣＷ方式による目標物体の距離及び相対速度の演算に用いられる。
【００２６】
前記信号処理部５には、周知のマイクロコンピュータ２７を備えており、このマイクロコンピュータ２７は、各種の演算を行う演算処理ユニット２９とＲＡＭ（ＳＲＡＭ）３１とＲＯＭ３３とを備えている。
【００２７】
特に本実施例では、前記演算処理ユニット２９には、各種の演算を並列して処理することができる第１コア３５と第２コア３７とを備えている。
そして、マイクロコンピュータ２７では、Ａ／Ｄ変換器２５によってデジタル値に変換されたビート信号（デジタルデータＤ）に基づいて、後述するＭＵＳＩＣの処理における方位の推定（算出）を行うとともに、ＦＭＣＷによる距離や相対速度の算出を行う。
【００２８】
つまり、後に詳述する様に、マイクロコンピュータ２７は、Ａ／Ｄ変換器２５を介して取り込んだデジタルデータＤについて、演算処理ユニット２９の両コア３５、３７によって、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理等を実行するとともに、レーダ波を反射した物体が存在する方位の推定を行い、更に、物体との距離及び相対速度の算出等の処理等を実行する。
【００２９】
ｂ）次に、本実施例のレーダ装置１にて行われる処理の要部について説明する。
なお、ここでは、上り変調時の処理及び下り変調時の処理を、それぞれ２回づつ行う例を挙げて説明する。
【００３０】
図２に示す様に（２コア参照）、本実施例では、第１コア３５と第２コア３７とで、目標物体を検知するための処理を、並列して行う。
具体的には、第１コア３５では、最初（１回目）の上り変調時の区間（アップ区間）の終了時点で、１回目の上り変調時の受信信号Ｓｓのデータを用いて、１回目の上り信号処理（ｕ１）を行う。この１回目の上り信号処理（ｕ１）とは、後述する１回目の上り変調時におけるビート信号取得処理とＦＦＴ変換処理である（図４参照）。
【００３１】
続いて、第１コア３５では、次（２回目）の上り変調時の終了時点で、同様に、２回目の上り変調時の受信信号Ｓｓのデータを用いて、２回目の上り信号処理（ｕ２）を行う。この２回目の上り信号処理（ｕ２）とは、同様に、２回目の上り変調時におけるビート信号取得処理とＦＦＴ変換処理である。
【００３２】
続いて、第１コア３５では、１回目の上り信号処理（ｕ１）の結果と２回目の上り信号処理（ｕ２）の結果を用いて、方向推定処理（ｕｄｏａ）を行う。
一方、第２コア３７では、前記第１コア３５での処理と並列に、最初（１回目）の下り変調時（ダウン区間）の終了時点で、１回目の下り変調時の受信信号Ｓｓのデータを用いて、１回目の下り信号処理（ｄ１）を行う。この１回目の下り信号処理（ｄ１）とは、後述する１回目の下り変調時におけるビート信号取得処理とＦＦＴ変換処理である。
【００３３】
続いて、第２コア３７では、次（２回目）の下り変調の終了時点で、同様に、２回目の下り変調時の受信信号Ｓｓのデータを用いて、２回目の下り信号処理（ｄ２）を行う。この２回目の下り信号処理（ｄ２）とは、同様に、２回目の下り変調時におけりビート信号取得処理とＦＦＴ変換処理である。
【００３４】
続いて、第２コア３７では、１回目の下り信号処理（ｄ１）の結果と２回目の下り信号処理（ｄ２）の結果を用いて、方向推定処理（ｄｄｏａ）を行う。
そして、第２コア３７での方向推定処理（ｄｄｏａ）が終了した場合には、第１コア３５にて、後述するように、両コア３５、３７での演算結果を用いて、ペアリングや目標物体との距離や相対速度の検出などの物体化認識処理を行う。
【００３５】
従って、後に詳述するように、従来の様に、１コアで、順次、ｕ１→ｄ１→ｕ２→ｄ２→ｕｄｏａ→ｄｄｏａ→物体化認識処理の様な各処理を行った場合に比べて、目標物体の検出のための演算時間を短縮することができる。
【００３６】
なお、ここでは複数回（２回）の上り信号処理（ｕ１、ｕ２）及び下り信号処理（ｄ１、ｄ２）を例に挙げて説明したが、各１回の上り信号処理（ｕ１）及び下り信号処理（ｄ１）のみを採用して処理を行ってもよい。
【００３７】
ｃ）次に、本実施例のレーダ装置１にて行われる処理について、更に詳細に説明する。
＜データの記憶方法＞
まず、レーダ装置１で受信された信号のデータの記憶方法について、図３に基づいて説明する。
【００３８】
図３に示す様に、送受信部３によって得られたビート信号Ｓｂは、Ａ／Ｄ回路２５で、上り変調時及び下り変調時において、それぞれ所定のタイミング（例えば２００ｋＨｚ）でサンプリングされ、ＲＡＭ３１に順次記憶される。
【００３９】
具体的には、ＲＡＭ３１の所定の記憶ブロックＭｕ１に、１回目の上り信号処理（ｕ１）に用いるサンプリングデータ、即ち１回目のアップ区間に対応するデジタルデータ（ｕ１データ）を格納する。詳しくは、記憶ブロックＭｕ１に対応する所定のアドレスに、時系列に沿って順次サンプリングデータを格納する。
【００４０】
また、ＲＡＭ３１の他の記憶ブロックＭｕ２に、２回目の上り信号処理（ｕ２）に用いるサンプリングデータ、即ち２回目のアップ区間に対応するデジタルデータ（ｕ２データ）を格納する。詳しくは、記憶ブロックＭｕ２に対応する所定のアドレスに、時系列に沿って順次サンプリングデータを格納する。
【００４１】
同様に、ＲＡＭ３１の所定の記憶ブロックＭｄ１に、１回目の下り信号処理（ｄ１）に用いるサンプリングデータ、即ち１回目のダウン区間に対応するデジタルデータ（ｄ１データ）を格納する。詳しくは、記憶ブロックＭｄ１に対応する所定のアドレスに、時系列に沿って順次サンプリングデータを格納する。
【００４２】
また、ＲＡＭ３１の他の記憶ブロックＭｄ２に、２回目の下り信号処理（ｄ２）に用いるサンプリングデータ、即ち２回目のダウン区間に対応するデジタルデータ（ｄ２データ）を格納する。詳しくは、記憶ブロックＭｄ２に対応する所定のアドレスに、時系列に沿って順次サンプリングデータを格納する。
【００４３】
なお、サンプリングされたデータが、ｕ１、ｕ２、ｄ１、ｄ２のどの処理に用いられるデータであるか、即ち、サンプリングされたデータを、どの記憶ブロックのアドレスに格納するかは、変調指令Ｃの出力タイミングに基づいて判別可能とされている。
【００４４】
つまり、送信アンテナ１３から送信される信号のタイミング（時刻）は、マイクロコンピュータ２７から出力される変調指令Ｃの出力タイミングによって規定されているので、この変調指令Ｃの出力タイミングに基づいて、Ａ／Ｄ変換器２５から入力されるデジタルデータＤ（従ってＲＡＭ３１に格納されるサンプリングデータ）の受信タイミングが決まる。よって、この受信タイミングに基づいて、受信されたサンプリングデータを、どの記憶ブロックのアドレスに格納するかを決定することができる。つまり、受信タイミングと格納アドレスとの紐付けを予め実施しているため、格納アドレスが決定できる。
＜両コアでの演算方法＞
次に、両コア３５、３７で行われる処理内容について、図４に基づいて説明する。
【００４５】
なお、図４では、両コア３５、３７での演算がパラレルであることを示すために、同じフローチャートで示している。
図４に示す様に、第１コア３５では、ステップ（Ｓ）１００にて、最初（１回目）の上り変調時の終了時のタイミングから、１回目の上り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
【００４６】
具体的には、１回目の上り変調時におけるサンプリングデータ（ｕ１データ）を、ＲＡＭ３１の記憶ブロックＭｕ１から取得する。
続くステップ１１０では、前記サンプリングデータ（ｕ１データ）を用いて、周知のＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、１回目の上げ変調時におけるパワースペクトルＰｕ１を求める。なお、このパワースペクトルＰｕ１から、上り変調時のビート周波数ｆｕ（即ちｕ１データに基づく上りビート周波数ｆｕ１）を求めることができる。
【００４７】
なお、前記ステップ１００、１１０の処理が、ｕ１の処理である。
続くステップ１２０では、２回目の上り変調時の終了時のタイミングから、２回目の上り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
【００４８】
具体的には、２回目の上り変調時におけるサンプリングデータ（ｕ２データ）を、ＲＡＭ３１の記憶ブロックＭｕ２から取得する。
続くステップ１３０では、前記サンプリングデータ（ｕ２データ）を用いて、同様なＦＦＴ処理を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、２回目の上げ変調時のパワースペクトルＰｕ２を求める。
【００４９】
なお、前記ステップ１２０、１３０の処理が、ｕ２の処理である。
続くステップ１４０では、前記ステップ１１０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｕ１と、前記ステップ１３０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｕ２とを用いて、周知の方位推定処理を行う。
【００５０】
この方位推定処理については、例えば従来より知られた電波の到来方向を推定する手法を採用できる。具体的には、例えば、各アンテナ素子（チャネルともいう）が受信した受信信号間の相関を表す相関行列に基づいて角度スペクトラムを生成し、この角度スペクトラムをスキャンすることで高分解能の推定を行うＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法，ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）法等を採用できる。
【００５１】
ここでは、例えば特願２００７−０１９６４４号（特開２００８−１８５４７１号公報）等に記載のＭＵＳＩＣ法を例にあげて、その概要を以下に簡単に説明する。なお、アレーアンテナは、上述の様に、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のアンテナ素子を一直線上に等間隔で配置した、いわゆるリニアアレーからなるものである。
【００５２】
具体的には、まず、前記ステップ１１０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｕ１と、前記ステップ１３０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｕ２に基づき、物体からの反射波に基づく信号成分が存在するとして抽出された周波数に対してＭＵＳＩＣ処理を行う。
【００５３】
選択された周波数の信号成分（ＦＦＴ処理結果データ）を、全チャネルｃｈ１〜ｃｈＮのパワースペクトルから抽出して配列してなる受信ベクトルＸ（ｉ）を生成する。次に、この下記式（１）の受信ベクトルＸ(ｋ)を用いて、下記（２）式に従ってＮ行Ｎ列の相関行列Ｒxxを求める。
【００５４】
ここで、Ｔはベクトル転置、Ｈは複素共役転置を示す。
【００５５】
【数１】
【００５６】
次に、この相関行列Ｒxxの固有値λ1 〜λN （但し、λ1 ≧λ2 ≧…≧λN ）を求め、ノイズ閾値ＴＨ（＝熱雑音電力σ2 ）より大きい固有値の数から到来波数Ｌ（＜Ｎ）を推定すると共に、固有値λ1 〜λN に対応する固有ベクトルｅ1 〜ｅN を算出する。
【００５７】
そして、ノイズ閾値ＴＨ以下となる（Ｎ−Ｌ）個の固有値に対応した固有ベクトルからなる雑音固有ベクトルＥNOを下記（３）式で定義し、方向θに対するアレーアンテナの複素応答をａ(θ)で表すものとして、下記（４）式に示す評価関数ＰPU(θ)を求める。
【００５８】
【数２】
【００５９】
この評価関数ＰMU(θ)から得られる角度スペクトラム（ＭＵＳＩＣスペクトラム）は、θが到来波の到来方向と一致すると発散して、鋭いピークが立つように設定されているため、到来方向の推定値θ1 〜θL は、ＭＵＳＩＣスペクトラムのピーク（ヌルポイント）をサーチすることにより求めることができる。
【００６０】
つまり、上述した周知の方位推定処理により、レーダ波の反射波の到来方向、即ち、目標物体の方位を推定することができる。
ここまでのステップ１００〜１４０の処理が、第１コア３５にて、最初に実施される処理である。
【００６１】
一方、第２コア３７では、前記第１コア３５にて行われたステップ１００〜１４０の処理と（上り変調時か下り変調時かは異なるが）ほぼ同様な処理が行われるので、以下に、簡単に説明する。
【００６２】
前記図４に示す様に、第２コア３７では、ステップ１５０にて、最初（１回目）の下り変調時の終了時のタイミングから、１回目の下り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
【００６３】
具体的には、１回目の下り変調時におけるサンプリングデータ（ｄ１データ）を、ＲＡＭ３１の記憶ブロックＭｄ１から取得する。
続くステップ１６０では、前記サンプリングデータ（ｄ１データ）を用いて、周知のＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、１回目の下り変調時におけるパワースペクトルＰｄ１を求める。
【００６４】
なお、前記ステップ１５０、１６０の処理が、ｄ１の処理である。
続くステップ１７０では、２回目の下り変調時の終了時のタイミングから、２回目の下り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
【００６５】
具体的には、２回目の下り変調時におけるサンプリングデータ（ｄ２データ）を、ＲＡＭ３１の記憶ブロックＭｄ２から取得する。
続くステップ１８０では、前記サンプリングデータ（ｄ２データ）を用いて、同様なＦＦＴ処理を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、２回目の下り変調時のパワースペクトルＰｄ２を求める。
【００６６】
なお、前記ステップ１７０、１８０の処理が、ｄ２の処理である。
続くステップ１９０では、前記ステップ１６０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｄ１と、前記ステップ１８０のＦＦＴ処理によって得られたパワースペクトルＰｄ２とを用いて、上述した様な例えばＭＩＳＩＣ法による周知の方位推定処理を行う。
【００６７】
つまり、上述した方位推定処理により、下り変調時のパワースペクトルを用いて、レーダ波の反射波の到来方向、即ち、目標物体の方位を推定することができる。
ここまでのステップ１５０〜１９０の処理が、第２コア３７にて、最初に実施される処理である。
【００６８】
次に、この第２コア３７でのステップ１５０〜１９０の処理が終了すると、その処理が終了した旨と、その処理結果を、第１コア３５に送信する。
そして、第１コア３５では、ステップ２００にて、上述した第１コア３５でのステップ１００〜１４０の処理結果と、第２コア３７でのステップ１５０〜１９０の処理結果を用いて、周知の物体化認識処理を行う。
【００６９】
具体的には、この物体化認識処理として、まず、ペアリング処理を行う。
このペアリング処理とは、周知の様に、上り変調時と下り変調時とで、同じ方位にあるピーク周波数同士を組み合わせる処理である。
【００７０】
そして、その組み合わされたピーク周波数から、ＦＭＣＷレーダにおける周知の手法（上述した従来技術に記載したＡ１、Ａ２式を用いた手法）を用いて、目標物体との距離と相対速度を求め、これらの距離、相対速度、及び方位とを、共に目標物体の情報として出力し、本処理を終了する。
【００７１】
なお、目標物体の距離や相対速度を算出する際には、上述の様に、上り変調時と下り変調時とにおける各パワースペクトルを用いるが、各パワースペクトルがそれぞれ複数ある場合には、それらを平均化したパワースペクトル、即ち上り変調時の複数のパワースペクトルを平均したものと、下り変調時の複数のパワースペクトルを平均化したものとを用いてもよい。
【００７２】
ｄ）以上説明したように、本実施例のレーダ装置１においては、第１コア３５と第２コア３７とを用い、上り変調時の受信データ（上りビート信号）が得られた場合には即座に第１コア３５でＦＦＴ等の演算を行い、また、下り変調時の受信データ（下りビート信号）が得られた場合には、第１コア３５での演算と並列に、即座に第２コア３５でＦＦＴ等の演算を行っている。
【００７３】
つまり、本実施例の場合には、演算に必要な信号が得られた場合には即座に各コア３５、３７で演算を行うことができるので、従来の様に、上りビート信号と下りビート信号が得られるのを待って演算を行う必要がない。
【００７４】
そのため、従来に比べて、各演算処理の負荷（ＦＦＴ等の演算負荷）が高負荷であっても、レーダ装置１における目標物体の認識のための演算周期を短くでき、よって、車両等の目標物体の検知の応答性（即ち、初期検知の応答性）を向上することができるという顕著な効果を奏する。
【実施例２】
【００７５】
次に、実施例２について説明するが、実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本発明は、前記実施例１の様に、１個のマイクロコンピュータ（いわゆるワンチップマイコン）にマルチコア（例えばディアルコア）を搭載したレーダ装置ではなく、図５に示す様に、レーダ装置５１の信号処理部５３に、マイクロコンピュータ（ワンチップマイコン）５５、５７を複数個（例えば２個）用いたものである。
【００７６】
そして、第１マイクロコンピュータ５５では、前記第１コアと同様に、上り変調時の受信データ（上りビート信号）が得られた場合には即座にＦＦＴ等の演算を行う。また、第２マイクロコンピュータ５７では、下り変調時の受信データ（下りビート信号）が得られた場合には、前記第２コアと同様に、第１マイクロコンピュータ５５での演算と並列に、即座に第２マイクロコンピュータ５７でＦＦＴ等の演算を行っている。
【００７７】
これによって、前記実施例１と同様に、従来の様に、上りビート信号と下りビート信号が得られるのを待って演算を行う必要がないので、各演算処理の負荷（ＦＦＴ等の演算負荷）が高負荷であっても、レーダ装置５１における目標物体の認識のための演算周期を短くでき、よって、車両等の目標物体の検知の応答性を向上することができるという顕著な効果を奏する。
【００７８】
なお、以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の具体的な実施例に限定されず、本発明の範囲内でこの他にも種々の形態で実施することができる。
例えば本発明は、自動車において、その先行車などとの距離や相対速度や方位等を求める場合に限らず、航空機や船舶や電車等の目標物体の情報を求める場合に適用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１、５１…レーダ装置
５、５３…信号処理部
７…送受信部
９…電圧制御発振器
１１…分配器
１３…送信アンテナ
１５…受信アンテナ
１７…受信側アンテナ部
１９…受信スイッチ
２０…受信部
２１…ミキサ
２７…マイクロコンピュータ
３１…ＲＡＭ３１
３５…第１コア
３７…第２コア
５５…第１マイクロコンピュータ
５７…第２マイクロコンピュータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ波として送信するため、時間に対して周波数が上昇又は下降して変化するよう変調された高周波の送信信号を生成し、目標物体により反射された前記レーダ波の受信信号に、前記送信信号をローカル信号として混合し、該混合された信号の周波数差を成分とするビート信号に基づいて、目標物体との距離及び相対速度のうち少なくとも一方の目標物体の情報を求めるＦＭＣＷレーダ装置において、
前記目標物体の情報を算出する演算手段として、第１演算手段と該第１演算手段と並列に演算可能な第２演算手段とを備えるとともに、
前記第１演算手段では、前記送信信号の周波数が上昇する上り変調時の上りビート信号に基づいて、前記目標物体の情報の演算を行い、
前記第２演算手段では、前記第１演算手段の演算と並列に、前記送信信号の周波数が下降する下り変調時の下りビート信号に基づいて、前記目標物体の情報の演算を行うことを特徴とするＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項２】
前記第１演算手段の演算及び前記第２演算手段の演算の後に、第１演算手段による演算結果と第２演算手段による演算結果を用いて、第１演算手段又は第２演算手段によって、更に目標物体の他の情報の演算を行うことを特徴とする請求項１に記載のＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項３】
前記第１演算手段及び前記第２演算手段は、単一のマイクロコンピュータに配置された２つのコアであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項４】
前記第１演算手段及び前記第２演算手段は、異なるマイクロコンピュータであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項５】
前記目標物体は、車両であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項１】
レーダ波として送信するため、時間に対して周波数が上昇又は下降して変化するよう変調された高周波の送信信号を生成し、目標物体により反射された前記レーダ波の受信信号に、前記送信信号をローカル信号として混合し、該混合された信号の周波数差を成分とするビート信号に基づいて、目標物体との距離及び相対速度のうち少なくとも一方の目標物体の情報を求めるＦＭＣＷレーダ装置において、
前記目標物体の情報を算出する演算手段として、第１演算手段と該第１演算手段と並列に演算可能な第２演算手段とを備えるとともに、
前記第１演算手段では、前記送信信号の周波数が上昇する上り変調時の上りビート信号に基づいて、前記目標物体の情報の演算を行い、
前記第２演算手段では、前記第１演算手段の演算と並列に、前記送信信号の周波数が下降する下り変調時の下りビート信号に基づいて、前記目標物体の情報の演算を行うことを特徴とするＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項２】
前記第１演算手段の演算及び前記第２演算手段の演算の後に、第１演算手段による演算結果と第２演算手段による演算結果を用いて、第１演算手段又は第２演算手段によって、更に目標物体の他の情報の演算を行うことを特徴とする請求項１に記載のＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項３】
前記第１演算手段及び前記第２演算手段は、単一のマイクロコンピュータに配置された２つのコアであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項４】
前記第１演算手段及び前記第２演算手段は、異なるマイクロコンピュータであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＦＭＣＷレーダ装置。
【請求項５】
前記目標物体は、車両であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＦＭＣＷレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１０３２０３（Ｐ２０１２−１０３２０３Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３９３０（Ｐ２０１０−２５３９３０）
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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