CN102788973A - 雷达设备、校准***和校准方法 - Google Patents

Abstract

在校准***的环境观察模式中，雷达设备执行信号分析过程以计算每个比较特征值的特征值比率。当对应于到达雷达波的一对特征值具有强相关性时，该特征值比率具有小的值。另一方面，当特征值比率被计算位于特征值与热噪声之间时，特征值比率具有大的值。当不存在不大于参考阈值的特征值时，雷达设备指示当前环境适用于雷达设备的校准的通知。另一方面，当存在不大于参考阈值的至少一个特征值时，雷达设备指示当前环境不适用于雷达设备的校准的通知。

Description

雷达设备、校准***和校准方法

技术领域

本发明涉及雷达设备，该雷达设备用于传送雷达波和接收由物体所反射的到达雷达波（或反射雷达波），并基于到达雷达波来检测物体。本发明还涉及用于校准在其中安装雷达设备的当前环境是否适用于雷达设备的校准的校准***和方法。

背景技术

已知雷达设备具有发射天线和接收天线。发射天线向着驾驶者的配备有雷达设备的车辆（或自己车辆）前方的前面区域传送雷达波。接收天线是由以阵列形式布置的多个天线元件构成的阵列天线。接收天线接收由物体反射的到达雷达波（或反射雷达波）。安装在自己车辆上的雷达设备检测该雷达设备与反射雷达波的物体之间的距离。雷达设备基于所传送的雷达波和接收到的到达雷达波生成物体的方位角（或到达方位角）。雷达设备基于检测到的距离和到达雷达波的到达方位角生成包含距离和由物体所反射的到达雷达波的到达方位角的物体信息。例如，日本特许专利公开号为No.JP2008-145178的专利文献1公开了这样的传统雷达设备。

该雷达设备使用常规方法来估计由物体反射的到达雷达波的到达方位角。该常规方法生成用于指示由接收天线的天线元件接收到的到达雷达波的信号之间的相互关系的相关矩阵。该方法执行所生成的相关矩阵的特征值分解，以便估计到达雷达波的数量。该方法基于角谱来检测所估计的到达雷达波的到达方位角。已经存在着诸如MUSIC（多信号分类）和ESPRIT（经由旋转不变技术的信号参数估计）之类的公知方法来检测所估计的到达雷达波的到达方位角。

顺便说一下，当雷达设备被安装在自己车辆上时，有必要将雷达设备的接收天线的布置参考轴与自己车辆的预定安装参考轴相协调。这是因为雷达设备中雷达波的所估计到达方位角通过使用基于接收天线的方向的坐标***来表示。如果接收天线的坐标***与自己车辆的坐标***之间的关系是未知的，则很难高精度地估计到达雷达波的正确到达方位角。

为了解决上述的问题，用于校准安装在机动车辆上的雷达设备的公知方法执行检测接收天线的坐标***与机动车辆的坐标***之间的对应性的步骤。在能够校准诸如雷达设备的安装参考轴和接收天线的布置参考轴之类的轴的正则校准步骤中，校准反射器（其能够反射雷达波）被安装在观察环境中的预定位置处，而且之后校准***向该反射器传送雷达波。雷达设备估计由该反射器所反射的雷达波的到达方位角。最后，校准***基于所估计的到达方位角来检测雷达设备的接收天线的布置参考轴是否与机动车辆的安装参考轴正确对准。

然而，该常规校准***通常在机动车辆的制造厂或车辆修理维护厂中执行所述校准。通常，在那些观察环境中，除了反射器之外还存在着许多的物体（或各种校准障碍），它们反射位于雷达设备的辐射范围内的雷达波。当使用所述校准***时，这些物体会导致不正确的检测。

这些各种校准障碍的存在防止雷达设备检测反射器的正确位置。另外，这些校准障碍的存在使得校准***很难检测到接收天线的布置参考轴是否与配备有雷达设备的机动车辆的安装参考轴正确对准。

也就是说，在校准***检测安装在机动车辆上的雷达设备的接收天线的布置参考轴是否与机动车辆的安装参考轴正确对准之前，该校准***有必要检测在其中安装该雷达设备的当前环境是否适用于该正确校准。

发明内容

因此，希望提供一种用于校准在其中安装雷达设备的当前环境是否适用于该雷达设备的校准的雷达设备、校准***和校准方法。

示例性的实施例提供一种雷达设备。该雷达设备具有发射天线、接收天线和信号处理单元。发射天线向着雷达设备前方的一个或多个物体（或障碍物）传送雷达波。该雷达设备中的接收天线具有多个天线元件。每个天线元件将由物体反射的所传送雷达波接收为到达雷达波（或反射雷达波）。信号处理单元基于通过接收天线中的天线元件接收到的到达雷达波的信息来估计至少到达雷达波的到达方位角和物体的物体距离。信号处理单元生成物体信息。例如，物体信息包含到达雷达波的到达方位角和反射雷达波的每个物体的物体距离。到达方位角指示由天线元件接收到的到达雷达波的方位角。物体距离指示雷达设备与该物体之间的距离。

信号处理单元具有特征值计算模块、比率计算模块和环境判断模块。特征值计算模块计算相关矩阵。相关矩阵指示由接收天线中的每对天线元件接收到的接收信号之间的相互关系。特征值计算模块计算相关矩阵的特征值。比率计算模块计算特征值比率。特征值比率表示由特征值计算模块所计算的特征值中的最大特征值与最大特征值之外的比较特征值之间的比率。

环境判断模块基于由特征值计算模块所计算的特征值比率来判断在其中安装雷达设备的当前环境是否适用于雷达设备的校准。

也就是说，因为由雷达设备所计算的每个特征值对应于由接收天线接收到的到达雷达波的电功率的幅度，所以对应于到达雷达波的特征值具有大的值。另一方面，对应于热噪声的特征值具有小的值。

也就是说，在存在着对应于到达雷达波的仅一个特征值时所获得的特征值比率明显不同于在存在着对应于到达雷达波的多个特征值时所获得的特征值比率。

因此，根据本发明示例性实施例的雷达设备能够通过监控和检查所计算的特征值比率来判断在其中安装雷达设备的当前环境是否适用于雷达设备的校准。结果，当判断结果表明当前环境适用于雷达设备的校准时，能够高精度地检测雷达设备的布置参考轴是否与机动车辆的安装参考轴正确对准。

根据本发明示例性实施例的另一方面，提供一种校准***。该校准***观察雷达设备所处的当前环境。该校准***包括具有之前所描述的结构的雷达设备、切换模块和通知模块。切换模块是用于在通过操作单元接收到预定指令时命令雷达设备中的比率计算模块计算特征值比率并判断当前环境是否适用于该雷达设备的校准的校准工具。雷达设备位于该当前环境中。通知模块接收由雷达设备中的环境判断模块生成并从该雷达设备传送的判断结果。当接收到传送自雷达设备的判断结果时，通知模块将该判断结果提供给外部，例如观察者。

观察者通过诸如校准工具之类的切换模块来命令安装在机动车辆上的雷达设备，以便该雷达设备执行校准过程。观察者接收传送自雷达设备的校准结果并识别在其中安装该雷达设备或雷达设备位于其中的当前环境的状态是否适用于该校准过程。

根据本发明示例性实施例的另一方面，提供一种校准方法。该校准方法观察在其中安装雷达设备的当前环境是否适用于该雷达设备的校准。该方法使用如之前描述的具有发射天线、接收天线和信号处理单元的雷达设备。发射天线向着一个或多个物体（或校准障碍物）传送雷达波。接收天线具有多个天线元件。每个天线元件接收作为由校准物体所反射的所传送雷达波的到达雷达波。信号处理单元基于关于由天线元件接收到的到达雷达波的信息来估计至少到达方位角和物体距离。信号处理单元生成物体信息。该物体信息包含到达雷达波的到达方位角和反射雷达波的每个物体的物体距离。到达方位角指示由天线元件接收到的到达雷达波的方位角。物体距离指示雷达设备与该物体之间的距离。

该方法计算用于指示接收到的到达雷达波的信号之间的相互关系的相关矩阵并计算该相关矩阵的特征值。该方法计算表示特征值中的最大特征值与比较特征值之间的比率的特征值比率。比较特征值是最大特征值之外的特征值。该方法基于所计算的特征值比率来判断在其中安装雷达设备的当前环境是否适用于该雷达设备的校准。

该方法能够正确地检测在其中安装雷达设备的当前环境是否适用于该雷达设备的校准。

特别地，在基于所计算的特征值比率来判断当前环境是否适用于雷达设备的校准的步骤中，对满足预定条件的特征值比率的数量进行计数。选择下面的过程（a）和（b）中的其中一个过程：

（a）当关于特征值比率的数量的所计数值等于预定值或小于与所述预定值不同的一不同预定值时，输出当前环境适用于雷达设备的校准；以及

（b）当所计数值不小于所述预定值时，输出当前环境不适用于雷达设备的校准。

之前描述的示例性实施例的校准方法能够向观察者提供关于雷达设备的观察环境的正确信息。

附图说明

现在将通过示例的方式并结合附图来描述本发明的优选但非局限性实施例，其中：

图1是示出了根据本发明示例性实施例的具有巡航辅助控制***5和校准工具60的校准***1的示意性结构的图示；

图2是示出根据本发明示例性实施例的由巡航辅助控制***5的雷达设备30中的信号处理单元46执行的信号分析过程的流程图；

图3是示出根据本发明示例性实施例的由巡航辅助控制***5中的巡航辅助电子控制设备10中的控制单元11执行的模式切换过程的流程图；

图4是由校准***1中的校准工具60的控制单元61执行的校准过程的流程图；以及

图5是示出根据本发明示例性实施例的由巡航辅助控制***5的雷达设备30中的信号处理单元46执行的信号分析过程的修正的流程图。

具体实施例

下文中，将参照附图来描述本发明的各种实施例。在对各种实施例的下述描述中，在整个附图中，类似的参考符号或标号指代类似或等同的部件。

示例性实施例

参照图1至图5，将根据本发明的示例性实施例来描述用于观察在其中安装雷达设备30的当前环境是否适用于安装在机动车辆上的雷达设备30的校准的校准***1和方法。

图1是示出根据本发明示例性实施例的校准***1的示意性结构的图示。校准***1包括巡航辅助控制***5和校准工具60。

如图1所示，校准***1包括巡航辅助控制***5和校准工具60。机动车辆配备有巡航辅助控制***5。该巡航辅助控制***5包括雷达设备30、巡航辅助电子控制单元（作为巡航辅助ECU）10、引擎电子控制单元20（作为引擎ECU 20）、制动电子控制单元22（作为制动控制ECU 22）和安全带电子控制单元24（作为安全带ECU 24）。校准***1执行雷达设备30的校准。配备有巡航辅助控制***5的机动车辆将被称为“自己车辆”。

（校准工具60）

现在将描述校准***1中的校准工具60。

校准工具60包括微计算机、控制单元61、通信接口（通信I/F）63、操作单元65和显示单元67。控制单元61控制校准工具60的整个操作。通信I/F 63允许校准工具60和巡航辅助控制***5与图1所示的巡航辅助控制***5和其他设备（未示出）进行通信。操作单元65具有各种操作键（未示出），自己车辆的观察者或驾驶者通过这些操作键向巡航辅助控制***5和校准工具60自身提供各种指令。显示单元67是在其上显示各种信息的液晶显示器。

（巡航辅助控制***5）

接下来，将描述巡航辅助控制***5。

巡航辅助控制***5是用于执行巡航辅助控制的车载***。巡航辅助控制***5执行巡航辅助控制、自适应巡航控制和预失效（pre-crash）安全控制。自适应巡航控制将自己车辆与前方车辆之间的距离保持在预定的安全距离。例如，前方车辆正在同一车道上在自己车辆的前方行驶。预失效安全控制指示或提供警告并当自己车辆与前方车辆之间的距离变得不大于预定距离时卷起安全带。

巡航辅助控制***5包括雷达设备30和巡航辅助ECU 10。巡航辅助控制***5将毫米频带内的毫米无线电波作为雷达波进行传送，并接收由一个或多个物体反射的到达雷达波（或反射雷达波）。巡航辅助控制***5基于到达无线电波来检测物体，并生成关于检测到的物体的信息。这种信息将称为“物体信息”。

巡航辅助ECU 10基于物体信息来控制自己车辆的驱动状态。

该示例性实施例使用在驱动配备有雷达设备30的机动车辆时为障碍物的物体。例如，这样的物体存在于自己车辆的前方，而且该物体反射从雷达设备传送的雷达波。

在该示例性实施例中使用的物体信息至少包括自己车辆与检测到的物体之间的车辆距离、自己车辆与该物体的相对速度以及到达雷达波与预先确定的检测参考轴之间的方位角。到达雷达波的方位角将称为“到达方位角”。

巡航辅助ECU 10包括控制单元11和通信接口（通信I/F）13。控制单元11包括微计算机。微计算机至少包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和中央处理单元（CPU）。通过通信I/F 13在巡航辅助ECU 10与校准工具60之间执行数据通信。

巡航辅助ECU 10的通信接口13通过连接器CNT电连接到校准工具60。

巡航辅助ECU 10连接到报警蜂鸣器、监控器、巡航控制开关、目标车辆距离设置开关等。另外，巡航辅助ECU 10通过局域网（LAN，从附图中省略）的通信总线电连接到引擎ECU 20、制动控制ECU 22、安全带ECU 24等。

也就是说，巡航辅助ECU 10基于从雷达设备30传送的物体信息来执行巡航辅助控制。

（雷达设备30）

现在将描述雷达设备30，在其中安装雷达设备30的环境是根据本发明示例性实施例的校准***1的校准目标。

雷达设备30是具有频率调制连续波方法（MFCW方法）的毫米波雷达设备。雷达设备30包括振荡器31、放大器32、分频器34、发射天线36和接收天线40。

振荡器31生成位于毫米波频带中的高频信号，该高频信号被调制以具有由向上调制部分和向下调制部分构成的调制周期。在向上调制部分中，频率在时间上线性增加（稍微增加）。另一方面，在向下调制部分中，频率在时间上线性降低（稍微降低）。

放大器32放大由振荡器31所生成的高频信号。分频器34将放大器32的输出划分成传输信号Ss和局部信号Ls。发射天线36发射或传送与传输信号Ss相对应的雷达波。接收天线40由N个天线元件39₁至39_N构成，这N个天线接收由物体反射的到达雷达波，其中N是2或更大的自然数。特别地，N个天线元件39₁至39_N以阵列图的形式布置。信道CH₁至CH_N分别被分配给这N个天线元件39₁至39_N。

雷达设备30包括接收开关41、放大器42、混频器43、滤波器44、模数（A/D）转换器45和信号处理单元46。

接收开关41顺序地选择形成接收天线40的天线元件39₁至39_N中的其中一个天线元件，并向下一级中的单元提供由所选择的天线元件获得的所接收信号Sr。放大器42将从接收开关41供应的所接收信号Sr放大。混频器43将由放大器42放大的放大器所接收信号Sr与局部信号Ls混合，并生成拍频（beat）信号BT。拍频信号BT指示传输信号S2与由放大器42放大的所接收信号Sr之间的频率差。滤波器44从由混频器43生成的拍频信号BT中消除不期望的信号分量。A/D转换器45执行对滤波器45输出数据的采样，并将所采样的输出数据转换成数字数据。信号处理单元46基于拍频信号BT的采样后数据来检测对由发射天线36所传送的雷达波进行反射的物体。信号处理单元46还执行信号分析过程，以便生成检测到的物体的物体信息。

信号处理单元46包括微计算机等。微计算机至少包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和中央处理单元（CPU）等。

信号处理单元46还具有作为算法处理设备的、用于执行快速傅里叶变换（FFT）的数字信号处理器（DSP）。

在具有上述结构的雷达设备30中，振荡器31在接收到传送自信号处理单元46的指令时，振荡并生成由放大器32放大的高频信号。分频器34将所生成的高频信号划分成传输信号Ss和局部信号Ls。发射天线36将传输信号Ss作为雷达波进行传送。

所有天线元件39₁至39_N接收为从发射天线36传送并被一个或多个物体反射的传输信号Ss的雷达波的到达雷达波。放大器42放大作为由接收开关41所选择的接收信道CHj（i=1至N，N是自然数）的所接收信号Sr的到达雷达波。混频器43输入被放大的所接收信号Sr，并将放大器的所接收信号Sr与从分频器34供应的局部信号Ls相混频以生成拍频信号BT。滤波器44从所生成的拍频信号BT中消除不期望的信号分量。A/D转换器45执行从滤波器44供应的拍频信号BT的采样。信号处理单元46输入从A/D转换器45供应的采样后拍频信号BT。

接收开关41在雷达波的一个调制周期期间以预定次数（例如，512次）开关所有的信道CH₁至CH_N。A/D转换器45与开关时序同步地执行到达雷达波的采样。也就是说，采样后的雷达波在每个信道CH₁至CH_N的雷达波的向上调制部分和向下调制部分处被存储在诸如RAM之类的存储器中。

雷达设备30安装在机动车辆上，以便机动车辆的安装参考轴与雷达设备30的布置参考轴正确地对准。机动车辆的安装参考轴被预先确定。雷达设备30的布置参考轴也被预先确定。特别地，当雷达设备30被安装在机动车辆上时，布置参考轴被确定为接收天线40的方向。

（轴校准）

通常，存在着不满足预定条件从而机动车辆的安装参考轴与雷达设备30的布置参考轴没有对准的可能性。因此，有必要检查机动车辆的安装参考轴是否与雷达设备30的布置参考轴正确对准。该校准将称为“轴校准”。

整个校准工具60、驱动辅助ECU 10和雷达设备30执行上述的轴校准。为了执行该轴校准过程，雷达设备30执行信号分析过程，巡航辅助ECU 10执行模式切换过程，以及校准工具60执行校准过程。

具体地，该示例性实施例执行轴校准，目标物体（作为反射器）被安装在预定位置（其将被称为“参考位置”）。作为反射器的目标物体能够反射传输雷达波。在安装了作为反射器的目标物体之后，安装在机动车辆上的雷达设备30传送雷达波。校准***检测到达雷达波的所估计到达方位角是否等于到达雷达波的所检测方位角。该校准***基于雷达波的所估计到达方位角与雷达波的实际到达方位角之间的比较结果来判断机动车辆的安装参考轴是否与雷达设备30的布置参考轴对准。

优选地，在雷达波的辐射范围内，轴校准环境不包括除了作为反射器的目标物体之外的任何物体。然而，存在着可以存在除了作为目标物体的反射器之外的物体的可能性。因此，由校准***1执行的该轴校准验证在其中安装雷达设备的当前环境是否适用于轴校准。

（信号分析过程）

现在将描述由雷达设备30中的信号处理单元46执行的信号分析过程。

图2是示出根据本发明示例性实施例的由巡航辅助控制***5的雷达设备30中的信号处理单元46执行的信号分析过程的流程图。

该信号分析过程每隔预定时间间隔被执行。该预定时间间隔被预先确定。如之前描述的，一旦信号分析过程被启动，则如图2所示，振荡器31就开始生成毫米波而且雷达设备30开始传送雷达波（步骤S 110）。

之后，雷达设备30通过A/D转换器45获得拍频信号BT的采样后数据（步骤S120）。在获得必要数量的采样后数据之后，振荡器31的操作被暂时停止。该也停止了作为传输波的雷达波的传输。

接下来，雷达设备32中的信号处理单元46对在步骤S130中获得的采样后数据（即拍频信号BT）进行频率分析（如该示例性实施例中的FFT过程）。该频率分析针对接收信道CH₁至CH_N的每个对于每个向上调制部分和向下调制部分生成拍频信号BT的功率谱（步骤S140）。

所获得的功率谱表示了每个频率处拍频信号BT的频率和拍频信号的强度。信号处理单元46在向上调制周期期间检测每个接收信道的功率谱中的峰值频率fbu₁至fbu_m，并且进一步在向下调制周期期间检测每个接收信道的峰值频率fbd₁至fbd_m（步骤S150）。每个峰值频率fbu_i-m、fbd_i-m指示将传输雷达波反射为到达雷达波的物体存在的可能性。

具体地，在步骤S150，信号处理单元46将每个接收信道CH的所有功率谱加起来，并计算加法结果的平均频谱。信号处理单元46将与平均频率中超过预设阈值的峰值频率相对应的频率（即在平均频谱中具有最大强度的频率）检测为峰值频率fbu、fbd。

操作流转到步骤S160。在步骤S160中，信号处理单元46检测峰值频率fbu和fbd是否被检测到。步骤S160中的检测结果指示没有检测到峰值频率（步骤S160中的“否”），则信号处理单元46生成用于指示在自己车辆前方不存在物体的物体信息，该操作流转到步骤S170。

在步骤S170中，信号处理单元46向巡航辅助ECU 10输出该物体信息。信号处理单元46完成了信号分析过程。雷达设备30中的信号处理单元46等待下一检测周期中的信号分析过程。

另一方面，当步骤S160中的检测结果指示检测到峰值频率fbu和fbd（步骤S160中的“是”）时，该操作流转到步骤S180。

在步骤S180中，信号处理单元46选择在向上调制部分期间获得的峰值频率fbu中的峰值频率fbu和在向下调制部分期间获得的峰值频率fbd中的峰值频率fbd，它们都没有在一系列步骤S190至S270中被处理。

操作流转到步骤S190。在步骤S190中，信号处理单元46通过使用下面的等式（1）来生成所接收矢量Xi(k)。所接收矢量Xi(k)由在步骤S180中选择的、从所有信道CH₁至CH_N的功率频谱中提取并被排列在矩阵图中的频率的信号分量（作为通过执行FFT过程所获得的数据）构成。另外，基于被生成的所接收矢量Xi(k)，信号处理单元46通过使用下面的等式（2）来生成相关矩阵Rxx(k)。相关矩阵Rxx(k)表示每个所接收矢量Xi(k)之间的相互关系。

Xi(k)={x₁(k),x₂(k),…,x_N(k)}^T    (1)

其中T表示转置矢量。

Rxx(k)=Xi(k)Xi^H(k)        (2)

其中，“H”表示复转置矩阵。

操作流转到步骤S200。在步骤S200中，信号处理单元46计算特征值λ₁～λ_N（其中λ₁≥λ₂≥...≥λ_N），而且计算分别与特征值λ₁～λ_N相对应特征矢量E₁～E_N。

操作流转到步骤S210。信号处理单元46判断雷达设备30的操作模式是否被设置为环境观察模式。该环境观察模式判断在其中安装雷达设备30的当前环境是否适用于正确地执行轴校准。

巡航辅助ECU 10基于从校准工具60传递的指令来设置雷达设备30的操作模式。

在该示例性实施例中，巡航辅助控制***5执行通常操作模式和校准模式。在通常操作模式中，巡航辅助控制***5执行巡航辅助控制。在校准模式中，巡航辅助控制***5执行雷达设备30的校准。雷达设备30执行作为校准模式的环境观察模式。

当步骤S210中的判断结果指示肯定结果（步骤S210中的“是”）时，即指示雷达设备30处于环境观察模式中时，操作流转到步骤S220。在步骤S220中，信号处理单元46将最大特征值λ₁和比较特征值λ_M***下面的等式（3）中，以计算每个比较特征值λ_M的特征值S1_M。

最大特征值λ₁是在步骤S200中计算的整个特征值λ₁至λ₁中的最大特征值λ。比较特征值λ_M是在步骤S200中计算的整个特征值λ₁至λ₁中的除了最大特征值λ₁之外的λ。因此，在下面的等式（3）中，M位于范围2至M内。

${\mathrm{Sl}}_M=10\×\log 10\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_1}{{\mathrm{\λ}}_M}\right)---\left(3\right)$

当由等式（3）计算的一对特征值λ中的特征值对应于具有强相关性的到达雷达波时，这对特征值之间的特征值比率Sl_M具有小的值。另一方面，当由等式（3）计算的一对特征值λ中的一个特征值对应于到达雷达波而这对特征值中的另一特征值对应于热噪声时，这对特征值之间的特征值比率Sl_M具有大的值。

操作流转到步骤S230。在步骤S230中，信号处理单元46判断在步骤S220中计算的每个特征值比率Sl_M是否不大于预定参考阈值Th。也就是说，在步骤S230中，信号处理单元46检查在在步骤S220中计算的特征值比率Sl_M中是否存在着不大于预定参考阈值Th的特征值比率。

在该示例性实施例中使用的该预定阈值Th是被预先确定为至少与关于至少最大特征值λ₁的比率相对应的值的阈值。因此，优选地，预定参考阈值Th小于通过将比率（λ₁/λ_M）***等式（3）中所获得的值，其中比率（λ₁/λ_M）是最大特征值λ₁与比较阈值λ_M之间的比率。另外，该示例性实施例在信号处理单元46预测到达雷达波的数量L时使用该预定参考阈值Th。

当步骤S230中的判断结果指示没有小于参考阈值Th的特征值Sl_M时（步骤S230中的“否”），操作流转到步骤S240。在步骤S240中，信号处理单元46向巡航辅助ECU 10输出用于指示当前环境适用于轴校准的信息（作为“适当的环境信息”）。在该轴校准中，安装参考轴与布置参考轴对准。当接收到传送自雷达设备30的信号处理单元46的适当环境信息时，巡航辅助ECU 10将接收到的适当环境信息传送给校准工具60。操作流转到步骤S260。

另一方面，当步骤S230中的判断结果指示存在着不大于参考阈值Th的至少一个特征值比率Sl_M时（步骤S230中的“是”），操作流转到步骤S250。在步骤S250中，信号处理单元46向巡航辅助ECU 10输出用于指示在其中安装雷达设备的当前环境不适用于轴校准的信息（作为“不适当环境信息”）。当接收到传送自雷达设备30的信号处理单元46的不适当环境信息时，巡航辅助ECU 10将接收到的不适当环境信息传送给校准工具60。操作流转到步骤S260。

当步骤S210中的判断结果指示雷达设备30的操作模式不是环境观察模式即处于通常操作模式中时（步骤S210中的“否”），信号处理单元46不执行步骤S250中的过程，而且操作流转到步骤S260。

在步骤S260中，信号处理单元46估计具有在步骤S220中所计算的特征值λ₁至λ_N中不大于预定判断阈值的特征值λ的到达雷达波的数量“L”，其中L<N。

由于存在着用于获得到达雷达设备的数量L的各种传统方法，所以这里省略对这些计算方法的详细解释。这些计算方法使用与被确定为判断阈值的热噪声功率相对应的值。

下面的等式（4）定义噪声特征值矢量E_NO。噪声特征值矢量E_NO对应于不大于判断阈值的（N-L）个特征值。信号处理单元46计算由下面的等式（5）表示的评估函数P_MU(θ)。评估函数P_MU(θ)表示从自己车辆的前方方向中观察到的方位角θ中接收天线40的复响应a(θ)。

E_NO={e_L+1，e_L+2，…,e_L+N}        (4)

$P_{\mathrm{MU}}\left(\mathrm{\&theta;}\right)=\frac{a^H\left(\mathrm{\&theta;}\right)a\left(\mathrm{\&theta;}\right)}{a^H\left(\mathrm{\&theta;}\right)E_{\mathrm{NO}}{E}_{\mathrm{NO}}^{H}a\left(\mathrm{\&theta;}\right)}---\left(5\right)$

在步骤S270中，做出或设置由评估函数P_MU(θ)获得的角谱（MUSIC频谱），以便在等于到达雷达波的方向的方位角θ处生成角谱的形状峰值。到达雷达波的到达方位角θ₁至θ_L（即物体候选的方位角）能够通过检测MUSIC频谱的峰值而获得。

在图2所示的步骤S270中，获得到达方位角θ处MUSIC频谱的值作为用于表示到达雷达波的所接收功率的到达功率。信号处理单元46例如连续地将到达雷达波的到达方位角和到达功率存储到RAM中。每个到达雷达波的、被存储的包含这种到达方位角和到达功率的信息将被称为“方位角信息”。

操作流转到步骤S280。在步骤S280中，信号处理单元46判断是否针对每个频率峰值fbu和fbd正确地执行了步骤S180至步骤S270的过程，即是否存在没有被选择的频率峰值。当步骤S280中的判断结果指示存在未被选择的峰值时（步骤S280中的“是”），则操作流返回步骤S180。信号处理单元46选择没有针对其执行步骤S180至步骤S270的过程的频率峰值fbu和fbd中的其中一个频率峰值。信号处理单元46针对所选择的峰值执行步骤S180至步骤S270的过程。

另一方面，当步骤S280中的判断结果指示不存在未被选择的频率峰值剩下时（步骤S280中的“否”），则操作流转到步骤S290。在步骤S290中，信号处理单元46执行对匹配过程。在对匹配过程中，基于在步骤S270中估计的所估计到达方位角和到达功率，信号处理单元46使得从向上调制部分中的拍频信号BT中获得的频率峰值F_bu1～bum与从向下调制部分中的拍频信号BT中获得的频率峰值F_bd1～bdm成为一对。例如，该对能够通过被同一物体所反射的到达雷达波获得，而且该对存储在ROM中。

这对被存储的（或注册的）频率峰值fbu、fbd将被称为“频率对”。

更具体地，信号处理单元46还判断这对频率峰值之间的到达功率和到达角度的每一个的差异是否位于预定容许范围内。当判断结果指示所获得的差异位于预定容许范围内时，信号处理单元46确定这对频率峰值是正确的频率对。

操作流转到步骤S300。在步骤S300中，信号处理单元46基于所存储的频率对、通过使用用于FMCW型雷达设备的传统公知方法来计算雷达设备30与物体候选之间的距离（作为“物体距离”）以及自己车辆与物体候选之间的相对速度（作为“物体相对速度”）。此时，信号处理单元46基于物体相对速度和自己车辆的速度来计算物体候选的速度，并检查物体候选是正在移动的物体还是静止物体。

操作流转到步骤S310。在步骤S310中，除了物体距离和物体相对速度之外，信号处理单元46还向巡航辅助ECU 10输出关于物体方位角的物体信息，作为具有与每个物体候选相对应的频率对的雷达波的到达方位角。

在该过程之后，信号处理单元46完成了图2所示的流程图中的信号分析过程。

（模式切换过程）

接下来，将描述由巡航辅助ECU 10所执行的模式切换过程。

图3是示出根据本发明示例性实施例的由巡航辅助控制***5中的巡航辅助ECU 10中的控制单元11执行的模式切换过程的流程图。

控制单元11在巡航辅助ECU 10的操作期间重复地执行图3所示的模式切换过程。

在开始模式切换过程之后，巡航辅助ECU 10的控制单元11检测巡航辅助ECU 10中的控制单元11是否接收到传送自校准工具60的校准模式转移指令（步骤S410）。校准模式转移指令指示校准工具60进入了校准模式。

步骤S410中的判断结果指示控制单元11没有接收到任何校准模式转移指令（步骤S410中的“否”），则巡航辅助ECU 10中的控制单元11等待接收传送自校准工具60的校准模式转移指令。

当接收到传送自校准工具60的校准模式转移指令时（步骤S410中的“是”），控制单元11停止巡航辅助控制的执行（步骤S420）。

操作流转到步骤S430。在步骤S430中，控制单元11向校准工具60传送模式转移完成通知。操作流转到步骤S440。在步骤S440中，控制单元11向校准工具60输出包含在传送自雷达设备30的物体信息中的方位角信息（步骤S440）。

操作流转到步骤S450。在步骤S450中，巡航辅助ECU 10中的控制单元11检查控制单元11是否已经接收到传送自校准工具60的环境观察模式转移指令（步骤S450）。该环境观察模式转移指令是用于将雷达设备30转移到环境观察模式的指令。

操作流转到步骤S460。在步骤S460中，控制单元11检查控制单元11是否已经接收到传送自校准工具60的环境观察模式释放指令（步骤S460）。该环境观察模式释放指令是用于将雷达设备30从环境观察模式中释放的指令。

操作流转到步骤S470。在步骤S470中，控制单元11检查控制单元11是否已经接收到传送自校准工具60的校准模式释放指令（步骤S470）。该校准模式释放指令是用于将雷达设备30从校准模式中释放的指令。

当巡航辅助ECU 10中的控制单元11没有接收到传送自校准工具60的任何指令时（步骤S450中的“否”，步骤S460中的“否”和步骤S470中的“否”），操作流转到步骤S440。在步骤S440中，控制单元11继续向校准工具60输出关于方位角信息的信息的过程。

另一方面，当接收到环境观察模式转移指令时（步骤S450中的“是”），控制单元11向雷达设备30输出环境观察模式转移指令（步骤S480），以便在环境观察模式中执行雷达设备30。这使得能够在环境观察模式中执行雷达设备30。雷达设备30检测当前环境是否适用于正确地执行轴校准。当接收到传送自雷达设备30的检测结果时，巡航辅助ECU 10向校准工具60输出关于当前环境是否适用于正确地执行轴校准的检测结果的环境信息。

当接收到传送自校准工具60的环境观察模式释放指令时（步骤S460中的“是”），控制单元11向雷达设备30输出通常模式指令（步骤S490），以便在通常操作模式中执行雷达设备30。

当接收到传送自校准工具60的校准模式释放指令时（步骤S470中的“是”），控制单元11暂时结束图3所示的模式切换过程。操作流转到步骤S410。在步骤S410中，控制单元11等待输入传送自校准工具60的校准模式转移指令。

（校准过程）

下面将描述由校准工具60中的控制单元61执行的校准过程。

图4是由校准***1中的校准工具60的控制单元61执行的校准过程的流程图。

校准工具60的控制单元61在校准工具60的电源被加载之后立即重复地执行图4所示的校准过程。

当该校准过程被初始化时，校准工具60的控制单元61指示显示单元67显示初始窗。

此后，校准工具60的控制单元61等待接收传送自操作单元65的操作指令。当自己车辆的驾驶者操作操作单元65时，操作单元65生成这种操作指令并向控制单元61输出该操作指令。

控制单元61检测该操作指令是否是校准开始指令（步骤S530）。当步骤S530中的检测结果指示该操作指令不是用于开始雷达设备30的校准的指令时（步骤S530中的“否”），控制单元61执行所接收的操作指令（步骤S540）。操作流转到步骤S510。

另一方面，当所接收的操作指令是校准开始指令时（步骤S530的“是”），校准根据60的控制单元61生成校准模式转移指令并向巡航辅助ECU 10输出该校准模式转移指令（步骤S550）。

控制单元61检测在从控制单元60输出校准模式转移指令的时刻开始计时的预定时间周期内控制单元61是否接收到传送自巡航辅助ECU 10的模式转移完成通知。也就是说，控制单元61检测模式转移是否完成（步骤S560）。

当步骤S560中的检测结果指示控制单元60在预定时间周期内输入模式转移完成通知时（步骤S560的“是”），操作流转到步骤S570。下面将详细解释步骤S570中的过程。

另一方面，当步骤S560中的检测结果指示控制单元60在预定时间周期内没有输入任何模式转移完成通知时（步骤S560中的“否”），控制单元61指示显示单元67显示“转移校准模式失败”的消息。操作流转到步骤S660。

当操作流转到步骤S570时，控制单元61通过巡航辅助ECU 10接收传送自雷达设备30的各种信息，诸如方位角信息、适当环境信息、不适当环境信息（步骤S570）。

控制单元61指示显示单元67显示通过巡航辅助ECU 10传送自雷达设备30的接收信息，诸如方位角信息、适当环境信息、不适当环境信息（步骤S580）。显示单元67能够显示图形，该图形示出了作为方位角信息的雷达波的到达方位角随着时间的变化。

另外，控制单元61检测观察者或自己车辆的驾驶者是否操作操作单元65（步骤S590）。当步骤S590中的检测结果指示自己车辆的驾驶者没有操作操作单元65时（步骤S590中的“否”），控制单元61重复执行步骤S570和S580中的过程。另一方面，当步骤S590中的检测结果指示自己车辆的驾驶者操作操作单元65时（步骤S590中的“是”），控制单元61执行由操作单元65所指示的过程。

具体地，当针对操作单元65的操作请求转移到环境观察模式时（步骤S600中的“是”），控制单元61向巡航辅助ECU 10输出环境观察模式转移指令（步骤S610）。雷达设备30在环境观察模式中进行操作。在环境观察模式完成之后，操作流转到步骤S570。

另一方面，当针对操作单元65的操作请求释放环境观察模式而非转移到环境观察模式时（步骤S600中的“否”和步骤S620中的“是”），控制单元61向巡航辅助ECU 10输出环境观察模式释放指令（步骤S630）。这使得能够将雷达设备30转移到通常操作模式。在校准过程完成之后，操作流转到步骤S570。

当针对操作单元65的操作没有指示转移到环境观察模式和从环境观察模式释放（步骤S600中的“否”和步骤S620中的“否”）、而且没有进一步指示从校准模式中释放（步骤S640中的“否”）时，操作流转到步骤S570。

另外，当针对操作单元65的操作没有指示转移到环境观察模式和从环境观察模式释放（步骤S600中的“否”和步骤S620中的“否”）、但是指示从校准模式中释放（步骤S640中的“是”）时，控制单元61向巡航辅助ECU 10输出用于释放校准模式的指令（步骤S660）。

该过程之后，校准过程完成。

（根据示例性实施例的校准***1的效果）

通常，每个特征值λ对应于由雷达设备30的接收天线40接收到的功率的幅度。因此，当特征值λ对应于到达雷达波时特征值λ具有大的值，而当特征值λ对应于热噪声时特征值λ具有小的值。

当对应于到达雷达波的一个特征值λ存在于在步骤S200中的信号分析过程中所计算的特征值λ中时，所有的特征值比率Sl_M都超过参考阈值Th。另一方面，当存在着对应于到达雷达波的许多特征值λ时至少一个特征值比率Sl_M不大于参考阈值Th。

根据基于本发明示例性实施例的校准***1，能够通过监控或检查特征值比率Sl_M来判断在其中安装雷达设备30的当前环境是否适用于雷达设备30的校准。该适当的环境适用于雷达设备30的轴校准，即具有仅一个反射器而且没有校准障碍物。

当判断结果指示当前环境适用于轴校准，则观察者检测接收天线的布置参考轴是否等于或与自己车辆的安装参考轴正确对准。这使得能够增加校准精度。

当检测结果指示接收天线的布置参考轴不等于或没有与自己车辆的安装参考轴对准，则能够调整安装在自己车辆上的雷达设备30的位置，以便接收天线的布置参考轴与自己车辆的安装参考轴对准。这使得能够避免将雷达设备30长时间地保持在不适当环境中，其中在该不适当环境中，接收天线的布置参考轴没有与自己车辆的安装参考轴对准。

（修改）

下面将描述根据示例性实施例的校准***1的各种修改。

例如，之前描述的信号分析过程检测不大于预定参考阈值Th的特征值比率Sl_M是否存在于每个频率峰值fbu、fbd中。当不大于参考阈值Th的特征值Sl_M存在时，雷达设备30的信号处理单元46立即向巡航辅助ECU 10输出不适当环境信息。校准工具60中的控制单元61通过巡航辅助ECU 10来接收该不适当环境信息。

然而，本发明的概念不受该结构的限制。例如，雷达设备30的信号处理单元46能够在下述时刻（a）、（b）中的其中一个时刻处向巡航辅助ECU10输出不适当环境信息：

（a）检测不大于参考阈值Th的特征值比率Sl_M是否存在于在一个调制周期期间检测到的所有频率峰值fbu、fbd中。雷达设备30中的信号处理单元46在不小于预定值的特征值比率Sl_M不大于参考阈值Th的时刻向巡航辅助ECU 10输出不适当环境信息；

（b）雷达设备30中的信号处理单元46在重复调制周期之后，在不小于预定值的特征值比率Sl_M不大于参考阈值Th时向巡航辅助ECU 10输出不适当环境信息。

在之前描述的示例性实施例中，雷达设备30中的信号处理单元46在信号处理单元46向巡航辅助ECU 10输出不适当环境信息之后估计到达雷达波的数量L。然而，本发明的概念不局限于此。雷达设备30中的信号处理单元46能够在信号处理单元46向巡航辅助ECU 10输出不适当环境信息时立即结束信号分析过程。

如之前描述的，该示例性实施例中的雷达设备30使用特征值比率Sl_M，该特征值比率Sl_M是最大特征值λ₁与比较特征值λ_M的比率的对数。然而，本发明的概念不局限于此。雷达设备30能够将最大特征值λ₁与比较特征值λ_M的和的比率（λ₁/∑λ_M）的对数用作特征值比率Sl_M。

本发明并不局限于之前描述的信号分析过程，其中当操作模式是环境观察模式时才执行该信号分析过程。例如，能够执行能够在操作模式是环境观察模式时监控特征值比率Sl_M并检测用于执行雷达设备30的校准的适当环境的任何过程。

图5是示出根据本发明示例性实施例的修改的、由巡航辅助控制***5的雷达设备30中的信号处理单元46执行的信号分析过程的修改的流程图。具体地，雷达设备30能够在信号分析过程期间执行图5所示的步骤S222和步骤S224中的过程，而非图2所示的步骤S230中的过程。

在图5所示的信号分析过程中，在步骤S220之后的步骤S222中，雷达设备30中的信号处理单元46对不大于参考阈值的特征值比率Sl_M的计数CN进行计数。当在步骤S222中所获得的计数CN小于预定值Thα（在该修改中Thα=1）时（步骤S224中的“是”），雷达设备30向巡航辅助ECU 10输出适当环境信息，其中该适当环境信息适用于轴校准，该轴校准用于观察自己车辆的安装参考轴是否与雷达设备30的布置参考轴正确对准（步骤S240）。

另一方面，当在步骤S222中所获得的计数CN不小于预定值Thα时（步骤S224中的“否”），雷达设备30向巡航辅助ECU 10输出不适当环境信息，其中该不适当环境信息不适用于轴校准（步骤S250）。

图5所示的流程图中除了步骤S222和S224之外的步骤与图2所示的信号分析过程的流程图中的步骤相同。简明起见，这里省略了对这些步骤的解释。

顺便说一下，步骤S224中的过程检测计数CN是否小于预定值Thα。然而，本发明的概念不受步骤S222的限制。能够检测计数CN是否等于预定值（例如，=0）。

也就是说，当在图5所示的信号分析过程中计数CN等于预定值时，雷达设备30中的信号处理单元46确定当前环境适用于轴校准并且生成和向巡航辅助ECU 10输出适当环境信息（步骤S240）。

当在图5所示的信号分析过程中计数CN不等于预定值时，雷达设备30中的信号处理单元46确定当前环境不适用于轴校准并且生成和向巡航辅助ECU 10输出不适当环境信息（步骤S250）。

顺便说一下，根据该示例性实施例的雷达设备使用为用于估计到达雷达波的方位角的方法的MUSIC（多信号分类）。本发明的概念并不局限于此。雷达设备30能够使用ESPRIT（经由旋转不变技术的信号参数估计）或Root-MUSIC来替代使用MUSIC。更进一步地，雷达设备30能够使用一元MUSIC、一元ESPRIT和一元Root-MUSIC中的其中一者。

也就是说，能够使用另一方法，例如用于计算相关矩阵Rxx、计算相关矩阵Rss的特征值λ并基于所获得的特征值λ来估计雷达波的到达方位角的最小范数方法，其中相关矩阵Rxx表示接收天线40的天线元件39₁至39_N中的每个天线元件中的所接收雷达波之间的相互关系。

根据之前描述的该示例性实施例的雷达设备30具有接收***。该接收***包括接收天线40、接收开关41、放大器42、混频器43、滤波器44和A/D转换器45。接收天线40具有N个天线元件39₁至39_N。然而，本发明的概念不受该接收***结构的限制。接收***可以不具有接收开关40。在这种情况中，可接受的是，接收***具有N个放大器42₁至42_N、N个混频器43₁至43_N、N个滤波器44₁至44_N、和N个A/D转换器45₁至45_N。这N个放大器42₁至42_N分别将从天线元件39₁至39_N供应的接收信号Sr进行放大。这N个混频器43₁至43_N分别将局部信号Ls混合到由放大器42₁至42_N放大的所接收信号Sr中并生成拍频信号BT。这N个滤波器44₁至44_N从由每个混频器43₁至43_N生成的拍频信号BT中消除不期望的信号分量。这N个A/D转换器45₁至45_N执行对滤波器44₁至44_N的输出的采样，并将采样后数据转换成数字数据。

更进一步地，该示例性实施例公开了作为FMCW雷达设备的雷达设备30。然而，本发明的概念不受该接收***结构的限制。能够将本发明的概念应用于脉冲雷达设备和双频雷达设备。也就是说，根据该示例性实施例的校准***1能够执行任意雷达设备的校准，如果该雷达设备能够通过使用上述方法来估计雷达波的到达方位角的话。

（在示例性实施例的解释中所公开的单元与在权利要求中使用的模块之间的对应性）

在信号分析过程中的步骤S190和步骤S200中执行的功能对应于在权利要求中使用的特征值计算模块。在信号分析过程中的步骤S220中执行的功能对应于权利要求中使用的比率计算模块。在信号分析过程中的步骤S230至步骤S250中执行的功能对应于权利要求中使用的环境判断模块。

通过执行模式切换过程所获得的功能对应于权利要求中使用的切换模块。也就是说，权利要求中使用的切换模块还对应于例如图1所示的校准工具60。在校准过程中的步骤S580中执行的功能对应于权利要求中使用的通知模块。

（本发明的示例性实施例的其他特征和效果）

在本发明的示例性实施例的另一方面的雷达设备中，环境判断模块基于将由特征值计算模块所计算的特征值与预定参考阈值进行比较的结果来判断在其中安装雷达设备的当前环境是否适用于该雷达设备的校准。这使得能够无疑地高精度地监控特征值比率。

在作为本发明示例性实施例的另一方面的雷达设备中，环境判断模块对满足预定条件的特征值比率的数量进行计数。另外，环境判断模块基于关于特征值比率的数量的所计数值来判断当前环境是否适用于雷达设备的校准。

该预定条件是例如当计算最大特征值与比较特征值的比率的对数时不大于参考值的所计算特征值比率。参考阈值被预先确定，而且至少对应于最大特征值与判断阈值的比率。优选地，参考阈值小于最大特征值与判断阈值的比率。判断阈值是作为在通过使用用于估计到达雷达波的到达方位角的通常估计方法来估计到达雷达波的数量时所使用的参考值的预定阈值。

具有上述结构和功能的雷达设备能够对满足预定条件的特征值比率进行计数并高精度地监控特征值比率。

更进一步地，雷达设备中的环境判断模块能够输出下述各项中的其中一项：（a）当关于特征值比率的数量的所计数值等于预定值或小于一不同预定值时当前环境适用于雷达设备的校准；以及（b）当所计数值不小于预定值时当前环境不适用于雷达设备的校准。

另外，雷达设备中的环境判断模块能够输出适当环境信息。当特征值比率指示到达雷达波的数量是1时，该适当环境信息指示当前环境适用于雷达设备的校准。雷达设备中的环境判断模块还能够在特征值比率指示到达雷达波的数量不小于2时输出用于指示当前环境不适用于雷达设备的校准的不适当环境信息。

因此，具有上述结构的雷达设备能够监控用于执行雷达设备的校准的环境的适合度。

在作为本发明示例性实施例的另一方面的雷达设备中，比率计算模块将最大特征值与比较特征值的比率的对数计算为特征值比率。环境判断模块在所计算的不大于预定参考阈值的特征值比率是零时确定到达雷达波的数量为1。环境判断模块在所计算的不大于预定参考阈值的特征值比率不小于1时确定到达雷达波的数量不小于2。

具有上述结构的雷达设备无疑能够检测到达雷达波的数量是否是1。

在根据本发明示例性实施例的另一方面的雷达设备中，比率计算模块将最大特征值与比较特征值的和的比率的计算为特征值比率。另外，环境判断模块在所计算的不大于预定参考阈值的特征值比率是零时确定到达雷达波的数量为1。再进一步地，环境判断模块在所计算的不大于预定参考阈值的特征值比率不小于1时确定到达雷达波的数量不小于2。

具有上述结构的雷达设备更无疑能够检测到达雷达波的数量是否是1。在具有上述结构的雷达设备中所使用的参考阈值被预先确定，而且至少对应于最大特征值与判断阈值的比率。优选地，参考阈值小于最大特征值与判断阈值的比率。判断阈值是作为在通过使用用于估计到达雷达波的到达方位角的通常估计方法来估计到达雷达波的数量时所使用的参考值的预定阈值。

虽然已经详细描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员将意识到，根据本公开的整个教导能够得到这些细节的各种修改和替换。因此，所公开的特定布置意味着仅是说明性的且并不用于限制由所附权利要求及其所有等价形式所给定的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种雷达设备，包括：

发射天线，用于向着所述雷达设备的前方中的物体传送雷达波；

包括多个天线元件的接收天线，每个所述天线元件用于接收由所述物体所反射的到达雷达波；以及

信号处理单元，用于基于由所述天线元件所接收的到达雷达波的信息来至少估计到达方位角和物体距离，并生成包含所述到达雷达波的到达方位角和反射所述雷达波的每个物体的所述物体距离的物体信息，所述到达方位角是由所述天线元件所接收的所述到达雷达波的方位角，以及所述物体距离是所述雷达波与所述物体之间的距离，

其中所述信号处理单元包括：

特征值计算模块，用于计算相关矩阵并计算所述相关矩阵的特征值，其中所述相关矩阵指示所述接收天线中每对所述天线元件中的所接收信号之间的相互关系；

比率计算模块，用于计算特征值比率，该特征值比率指示由所述特征值计算模块所计算的特征值中的最大特征值与为所述最大特征值之外的特征值的比较特征值之间的比率；以及

环境判断模块，用于基于由所述特征值计算模块所计算的所述特征值比率来判断所述雷达设备位于其中的当前环境是否适用于所述雷达设备的校准。

2.根据权利要求1所述的雷达设备，其中，所述环境判断模块基于将由所述特征值计算模块所计算的特征值与预定参考阈值进行比较的比较结果来判断当前环境是否适用于所述雷达设备的校准。

3.根据权利要求2所述的雷达设备，其中，所述环境判断模块对满足预定条件的特征值比率的数量进行计数，而且所述环境判断模块基于关于所述特征值比率的数量的所计数值来判断在其中安装所述雷达设备的所述当前环境是否适用于所述雷达设备的校准。

4.根据权利要求3所述的雷达设备，其中，所述环境判断模块输出下述各项中的其中一项：

（a）当关于所述特征值比率的数量的所计数值等于预定值或小于一不同预定值时，在其中安装所述雷达设备的所述当前环境适用于所述雷达设备的校准；以及

（b）当所计数值不小于所述预定值时，所述当前环境不适用于所述雷达设备的校准。

5.根据权利要求1所述的雷达设备，其中，所述环境判断模块在所述特征值比率指示所述到达雷达波的数量为1时输出用于指示在其中安装所述雷达设备的所述当前环境适用于所述雷达设备的校准的适当环境信息，以及

所述环境判断模块在所述特征值比率指示所述到达雷达波的数量不小于2时输出用于指示在其中安装所述雷达设备的所述当前环境不适用于所述雷达设备的校准的不适当环境信息。

6.根据权利要求5所述的雷达设备，其中，所述比率计算模块将所述最大特征值与所述比较特征值的比率的对数计算为所述特征值比率，

所述环境判断模块在所计算的不大于预定参考阈值的特征值比率是零时确定所述到达雷达波的数量为1，以及

所述环境判断模块在所计算的不大于所述预定参考阈值的特征值比率不小于1时确定所述到达雷达波的数量不小于2。

7.根据权利要求5所述的雷达设备，其中，所述比率计算模块将所述最大特征值与所述比较特征值的和的比率计算为所述特征值比率，以及

所述环境判断模块在所计算的不大于预定参考阈值的特征值比率是零时确定所述到达雷达波的数量为1，以及

所述环境判断模块在所计算的不大于所述预定参考阈值的特征值比率不小于1时确定所述到达雷达波的数量不小于2。

8.一种用于观察雷达设备所处的环境的校准***，包括：

根据权利要求1所述的雷达设备；

开关模块，用于在接收到预定指令时命令所述雷达设备中的所述比率计算模块计算特征值比率并判断所述雷达设备所处的当前环境是否适用于所述雷达设备的校准；以及

通知模块，用于接收由所述环境判断模块所获得并传送自所述雷达设备的判断结果，而且所述通知模块将所述判断结果提供给外部。

9.一种用于观察雷达设备所处的当前环境是否适用于所述雷达设备的校准的方法，所述雷达设备向着所述雷达设备前方中的物体传送雷达波并接收由物体反射的到达雷达波、基于所述到达雷达波的信息来至少估计到达方位角和物体距离并生成包含所述到达雷达波的到达方位角和反射所述雷达波的每个物体的所述物体距离的物体信息，所述到达方位角是所述到达雷达波的方位角，以及所述物体距离是所述雷达设备与所述物体之间的距离，所述方法包括以下步骤：

计算用于指示接收到的所述到达雷达波的信号之间的相互关系的相关矩阵并计算该相关矩阵的特征值；

计算用于表示所述特征值中的最大特征值与为所述最大特征值之外的特征值的比较特征值之间的比率的特征值比率；以及

基于所述特征值比率来判断所述雷达设备所处的当前环境是否适用于所述雷达设备的校准。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在基于所述特征值比率来判断所述当前环境是否适用于所述雷达设备的校准的步骤中，

对满足预定条件的所述特征值比率的数量进行计数，而且选择下述过程（a）和（b）中的其中一个过程：

（a）当关于所述特征值比率的数量的所计数值等于预定值或小于一不同预定值时，输出当前环境适用于所述雷达设备的校准；以及

（b）当所计数值不小于所述预定值时，输出当前环境不适用于所述雷达设备的校准。

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