JP6260482B2 - 物標検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーダ波を送受信した結果に基づいて物標を検出する物標検出装置に関する。

従来、連続波からなるレーダ波を規定周期で送信する送信部と、到来波を受信し、その受信した到来波にレーダ波を混合することでビート信号を生成する受信部と、ビート信号を周波数解析した結果に基づいて、到来波の発生元である物標を検出する信号処理部とを備えた物標検出装置が知られている。

この種の物標検出装置の中には、周波数解析するビート信号を、受信部で生成したビート信号から特定の値を減算した結果とするものが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された物標検出装置における特定の値は、ビート信号全体での信号レベルの平均値である。

特許第３７８８３２２号公報

ところで、物標検出装置から近距離に存在する近距離物標からの到来波に基づくビート信号は、直流ノイズに埋もれてしまう。このため、従来の物標検出装置では、近距離物標を精度良く検出できないという課題があった。

特許文献１に記載の物標検出装置では、ビート信号から直流ノイズを除去することを目的として、ビート信号全体での信号レベルの平均値をビート信号から減算している。
しかしながら、ビート信号全体での信号レベルの平均値をビート信号全体から減算するだけでは、ビート信号中に、極至近距離に存在する物標（例えば、自動車のバンパーや物標検出装置のカバー）からの到来波成分が残存する。このため、極至近距離に存在する物標からの到来波成分に、本来検出すべき距離範囲に存在する物標からの到来波が埋もれてしまい、物標検出装置においては、本来検出すべき距離範囲に存在する物標からの到来波を検出できないという課題が生じる。

つまり、従来の技術では、物標の検出精度をより向上させる必要がある。
そこで、本発明は、物標検出装置において、物標の検出精度を向上させることを可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、送信手段（３２，３３，３４，３６）と、受信手段（４０，４１，４２，４３）と、直流算出手段（５０：Ｓ４１０〜Ｓ４３０）と、信号生成手段（５０：Ｓ４４０）と、第１検出手段（５０：Ｓ２２０〜Ｓ２６０）とを備えた物標検出装置（１０）である。

このうち、送信手段は、連続波からなるレーダ波を、規定された周期で送信する。受信手段は、送信手段から送信されたレーダ波の反射波である到来波を受信する。さらに、受信手段は、その受信した到来波に送信手段で送信したレーダ波を混合することでビート信号を生成する。

直流算出手段は、受信手段で生成したビート信号から、直流成分の周波数の逆数である規定時間ごとに信号値を抽出し、その抽出された複数の信号値の近似曲線を直流成分信号として算出する。さらに、信号生成手段は、直流算出手段で算出した直流成分信号を、受信手段で生成したビート信号から減算した対象信号を生成する。

第１検出手段は、信号生成手段で生成した対象信号を周波数解析した結果に基づいて、到来波の発生元である第１物標を検出する。
すなわち、本発明における直流算出手段では、規定時間ごとに抽出した複数の信号値から、それらの複数の信号値の近似曲線を直流成分信号として算出する。この直流成分信号は、直流成分の周波数を遮断周波数としたローパスフィルタにビート信号を通すことで得られる信号となる。さらに、本発明における対象信号では、ビート信号から直流成分が除去されている。なお、ここで言う直流成分とは、極至近距離に存在する物標からの到来波に対応する周波数成分である。

したがって、本発明の物標検出装置によれば、近距離物標からの到来波が、極至近距離に存在する物標からの到来波に埋もれることを低減できる。この結果、本発明の物標検出装置によれば、本来検出すべき距離範囲である近距離に存在する近距離物標の検出精度を向上させることができる。

しかも、本発明の物標検出装置において、周波数解析を実行する対象信号は、極至近距離に存在する物標からの到来波成分を、そのビート信号から減算したものである。このため、本発明の物標検出装置においては、本来検出すべき物標が存在する遠距離範囲からの到来波に基づくビート信号の信号レベルを低下させることを低減できる。

したがって、本発明の物標検出装置によれば、本来検出すべき遠距離範囲に存在する物標の検出精度が低減することを防止できる。
以上説明したように、本発明の物標検出装置によれば、物標の検出精度をより向上させることができる。

なお、「特許請求の範囲」及び「課題を解決するための手段」の欄に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明が適用された物標検出装置の概略構成を示す図である。 物標検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 直流成分除去処理の処理手順を示すフローチャートである。 （Ａ）は、直流成分信号の算出過程を説明する図であり、（Ｂ）は、代表値の算出過程を示す図である。 ビート信号、近似曲線、及び対象信号のそれぞれを周波数解析した結果を示す図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示す車載システム１は、レーダ装置１０と、運転支援ＥＣＵ６０と、報知装置８０とを備え、アダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）や、プリクラッシュセーフティシステム（ＰＣＳ）などの周知の運転支援制御を実現するシステムである。
〈レーダ装置〉
レーダ装置１０は、自動車に搭載されるミリ波レーダである。このレーダ装置１０は、ミリ波帯の電磁波からなる連続波をレーダ波として送信し、物標が反射したレーダ波（到来波）を受信した結果に基づいて、当該物標を検出する。すなわち、レーダ装置１０は、特許請求の範囲に記載された物標検出装置の一例である。

そのレーダ装置１０は、発振器３２と、増幅器３３と、分配器３４と、送信アンテナ３６とを備えている。
発振器３２は、時間に対して周波数が直線的に増加（漸増）する上り区間、及び周波数が直線的に減少（漸減）する下り区間を一変調周期として有するように変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する。増幅器３３は、発振器３２が生成する高周波信号を増幅する。

分配器３４は、増幅器３３の出力を送信信号Ｓｓとローカル信号Ｌｓとに電力分配する。送信アンテナ３６は、送信信号Ｓｓに応じたレーダ波を放射する。
レーダ装置１０は、さらに、受信アンテナ部４０と、受信スイッチ４２と、ミキサ４３と、増幅器４４と、フィルタ４５と、Ａ／Ｄ変換器４６と、信号処理部５０とを備えている。

受信アンテナ部４０は、レーダ波を受信するＭ個（Ｍは、２以上の自然数）のアンテナ４１_１〜４１_Ｍを備えている。なお、アンテナ４１_１〜４１_Ｍのそれぞれには、チャンネルＣＨ_１〜ＣＨ_Ｍが割り当てられている。

また、受信スイッチ４２は、アンテナ４１_１〜４１_Ｍのいずれかを順次選択し、選択されたアンテナ４１_１〜４１_Ｍからの受信信号Ｓｒを後段に供給する。
ミキサ４３は、増幅器４４にて増幅された受信信号Ｓｒにローカル信号Ｌｓを混合して、送信信号Ｓｓと受信信号Ｓｒとの周波数の差を表すビート信号ＢＴを生成する。増幅器４４は、ミキサ４３から供給されるビート信号ＢＴを増幅する。フィルタ４５は、ミキサ４３が生成したビート信号ＢＴから不要な信号成分を除去する。Ａ／Ｄ変換器４６は、フィルタ４５の出力をサンプリングしデジタルデータに変換する。

この信号処理部５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを少なくとも備えた周知のマイクロコンピュータを少なくとも１つ備えている。さらに、信号処理部５０は、Ａ／Ｄ変換器４６を介して取り込んだデータに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理等を実行するための演算処理装置（例えば、ＤＳＰ）を少なくとも１つ備えている。

この信号処理部５０は、発振器３２の起動，停止や、Ａ／Ｄ変換器４６を介したビート信号ＢＴのサンプリングを制御する。これと共に、信号処理部５０は、サンプリングデータを用いた信号処理や、その信号処理に必要な情報（例えば、車速等）及びその信号処理の結果として得られる物標情報を運転支援ＥＣＵ６０との間で送受信する情報通信処理を実行する。

さらに、信号処理部５０は、ビート信号ＢＴのサンプリングデータを用いて、レーダ波を反射した物標を検出すると共に、その物標についての物標情報を生成する物標検出処理を実行する。

なお、信号処理部５０のＲＯＭには、物標検出処理を信号処理部５０が実行するための処理プログラムが格納されている。
〈レーダ装置の動作概要〉
レーダ装置１０では、信号処理部５０からの指令に従って発振器３２が振動すると、その発振器３２で生成され、増幅器３３で増幅した高周波信号を、分配器３４が電力分配することにより、送信信号Ｓｓ及びローカル信号Ｌｓを生成する。さらに、レーダ装置１０では、これらの信号のうちの送信信号Ｓｓを、送信アンテナ３６を介してレーダ波として送信する。

そして、送信アンテナ３６から送出されて物標に反射されたレーダ波（即ち、到来波）は、受信アンテナ部４０を構成する全てのアンテナ４１_１〜４１_Ｍにて受信され、受信スイッチ４２によって選択されている受信チャンネルＣＨ_ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の受信信号Ｓｒのみが増幅器３３で増幅された後、ミキサ４３に供給される。ミキサ４３では、この受信信号Ｓｒに分配器３４からのローカル信号Ｌｓを混合することによりビート信号ＢＴを生成する。そして、このビート信号ＢＴは、フィルタ４５にて不要な信号成分が除去された後、Ａ／Ｄ変換器４６にてサンプリングされ、信号処理部５０に取り込まれる。

なお、受信スイッチ４２は、レーダ波の一変調周期の間に、全てのチャンネルＣＨ_１からＣＨ_Ｍが所定回（例えば、５１２回）ずつ選択されるよう切り替えられる。また、Ａ／Ｄ変換器４６は、この切り替えタイミングに同期してサンプリングを実行する。つまり、レーダ波の一変調周期の間に、チャンネルＣＨ_１〜ＣＨ_Ｍ毎かつレーダ波の上り、及び下り区間毎にサンプリングデータが蓄積されることになる。

そして、信号処理部５０は、ビート信号ＢＴのサンプリング値に基づいて、レーダ波を反射した物標を検出すると共に、各物標までの距離、物標との間の相対速度、及び物標が存在する方位（以下、「到来方位」と称す）を導出する。そして、各物標についてのそれらの情報（距離、相対速度、及び到来方位）を含む情報を物標情報として、運転支援ＥＣＵ６０に出力する。

以上説明したように、レーダ装置１０は、いわゆるＦＭＣＷレーダとして構成されている。
なお、運転支援ＥＣＵ６０は、他の車載制御装置や他の車載機器を制御し、運転支援制御を実現する。運転支援制御の一つであるアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、先行車両と自車両との車間距離を規定された距離に維持する。運転支援制御の一つであるプリクラッシュセーフティシステム（ＰＣＳ）は、自車両の進行路上に存在する障害物との衝突が回避不可能である場合に、自車両の制動力やシートベルトの拘束力を強化する。

また、報知装置８０は、制御信号に従って情報を報知する周知の装置である。この報知装置８０には、例えば、情報を表示する表示装置、及び情報を音声にて出力する音声出力装置のうち、少なくとも一つを含む。本実施形態における表示装置には、例えば、ディスプレイと、表示灯（警告灯）とを含む。
＜物標検出処理＞
次に、レーダ装置１０の信号処理部５０が実行する物標検出処理について説明する。

物標検出処理は、予め規定された周期（即ち、測定サイクル）で起動されるものである。
この物標検出処理は、起動されると、図２に示すように、まず、発振器３２を起動してレーダ波の送信を開始する（Ｓ１１０）。続いて、Ａ／Ｄ変換器４６を介してビート信号ＢＴのサンプリング値を取得し（Ｓ１２０）、必要なだけサンプリング値を取得すると、発振器３２を停止することにより、レーダ波の送信を停止する（Ｓ１３０）。

続いて、物標検出処理では、第１検出処理（Ｓ２１０〜Ｓ２６０）と、第２検出処理（Ｓ１４０〜Ｓ１８０）とを並列処理にて実行する。ここで言う「並列処理」は、信号処理部５０が備える１つのマイクロコンピュータ（または、ＤＳＰ）が、第１検出処理と、第２検出処理とを、いわゆるマルチタスクにて実現しても良い。ここで言う「並列処理」は、信号処理部５０が備える複数のマイクロコンピュータ（または、ＤＳＰ）のそれぞれにて、第１検出処理と第２検出処理とを別個に実行することで実現しても良い。

ここで言う第１検出処理とは、ビート信号の直流成分をそのビート信号から除去した信号（以下、「対象信号」と称す）を周波数解析した結果に従って、物標を検出する処理である。一方、第２検出処理とは、ビート信号そのものを周波数解析した結果に従って、物標を検出する処理である。
＜第２検出処理＞
第２検出処理では、Ｓ１３０にて取得したビート信号ＢＴのサンプリング値について周波数解析（本実施形態では、ＦＦＴ処理）を実行し、受信チャンネルＣＨ_１〜ＣＨ_Ｍ毎かつ上り／下り区間毎にビート信号ＢＴのパワースペクトルを求める（Ｓ１４０）。このパワースペクトルは、ビート信号ＢＴに含まれる周波数と、各周波数の強度とを表したものである。

さらに、Ｓ１４０では、上り区間について、パワースペクトル上に存在する各周波数ピークｆｂｕ_１〜ｆｂｕ_ｍを検出すると共に、下り区間について、パワースペクトル上に存在する各周波数ピークｆｂｄ_１〜ｆｂｄ_ｍを検出する。なお、検出された周波数ピークｆｂｕ，ｆｂｄの各々は、反射波の発生元となった物標の候補（以下、物標候補と称す）が存在する可能性があることを意味する。

物標検出処理では、続いて、周波数ピークｆｂｕ，ｆｂｄの各々について、当該周波数ピークｆｂｕ，ｆｂｄに対応する物標候補の到来方位、及び当該物標候補からの到来波の受信電力を表す到来電力を推定する方位検出処理を実行する（Ｓ１５０）。この方位検出処理としては、例えば、周知のＭＵＳＩＣ（Ｍｕｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）や、デジタルビームフォーミングなどの手法を用いれば良い。なお、本実施形態における到来方位とは、レーダ装置１０に設定された基準軸に対して、物標が存在する方位（角度）である。

そのＳ１５０にて推定した到来方位及び到来電力に基づいて、ペアマッチングを実行する（Ｓ１６０）。このＳ１６０にて実行するペアマッチングは、上り区間のビート信号ＢＴから求められた周波数ピークｆｂｕ_１〜ｆｂｕ_ｍと、下り区間のビート信号ＢＴから求められた周波数ピークｆｂｄ_１〜ｆｂｄ_ｍとを、同一物標にてレーダ波を反射したとみなせるもの同士でマッチングして登録する処理である。以下、Ｓ１６０にてマッチングして登録された周波数ピークｆｂｕ，ｆｂｄの組を、第２周波数ペアと称す。

具体的に本実施形態のＳ１６０では、上り区間の周波数ピークｆｂｕと下り区間の周波数ピークｆｂｄとの全ての組合せについて、到来電力の差、及び到来方位の角度差が予め規定された許容範囲内であるか否かを判定する。その判定の結果、到来電力の差及び到来方位の角度差が共に、許容範囲内であれば、対応する周波数ピークの組を第２周波数ペアとする。

続いて、Ｓ１６０にて登録された第２周波数ペアそれぞれに対して、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置に周知の手法により、レーダ装置１０から物標候補までの距離、物標候補と自車両との相対速度を導出する（Ｓ１７０）。本実施形態のＳ１７０では、物標候補と自車両との相対速度、及び自車両の車速に基づいて、各物標候補の速度を導出すると共に、その物標候補が、停止物体であるか移動物体であるかを判定する。それらの導出した距離及び相対速度（速度）に物標候補が存在する方位を加えた情報を、各第２周波数ペアと対応付けた上で、物標候補として登録する。

さらに、履歴接続処理や外挿補間処理を含むフィルタ処理を実行する（Ｓ１８０）。
履歴接続処理とは、今回の測定サイクルのＳ１６０で登録された第２周波数ペア（以下、今サイクル第２ペアと称す）の情報（即ち、距離，速度，方位など）と、前回の測定サイクルで登録された第２周波数ペア（以下、前サイクル第２ペアと称す）の情報とに基づき、同一物標に対応する第２周波数ペアを検出する処理である。

具体的に履歴接続処理では、前サイクル第２ペアの情報に基づいて、前サイクル第２ペアに対応する今サイクル第２ペアの予測位置及び予測速度を算出する。そして、その予測位置，予測速度と、今サイクル第２ペアから求めた検出位置，検出速度との差分（位置差分，速度差分）が予め設定された上限値（上限位置差，上限速度差）より小さい場合には、履歴接続があるものと判断する。その履歴接続が、複数の測定サイクル（例えば５サイクル）に渡って存在すると判断された第２周波数ペアを物標であると認識する。なお、今サイクル第２ペアには、履歴接続が存在する前サイクル第２ペアの情報（例えば、履歴接続の回数や、後述する外挿カウンタ，外挿フラグ等）が順次引き継がれていく。

外挿補間処理では、今サイクルにて認識された物標を今サイクル第２物標、前サイクルにて認識された物標を前サイクル第２物標として、今サイクル第２物標と履歴接続が存在しない前サイクル第２物標があれば、その前サイクル第２物標についての予測値に基づいて第２外挿ペアを作成し、その第２外挿ペアを今サイクル第２物標に追加する。

なお、各今サイクル第２物標には、外挿の有無を表す第２外挿フラグ、連続して外挿された回数を表す第２外挿カウンタが設定され、今サイクル第２物標が実際に検出された実ペアである場合には外挿フラグＧＦ，外挿カウンタがゼロクリアされ、今サイクル物標が外挿ペアである場合には外挿フラグＧＦが１にセットされると共に、外挿カウンタがインクリメントされる。そして、外挿カウンタのカウント値が予め設定された破棄閾値に達した場合は、その物標をロストしたものとして破棄する。

その後、詳しくは後述するＳ２９０へと移行する。
＜第１検出処理＞
一方、第１検出処理では、ビート信号ＢＴから直流成分を除去した対象信号ａｄ＿ｄｅｔ（ｊ）を生成する直流成分除去処理を実行する（Ｓ２１０）。

この直流成分除去処理では、図３に示すように、まず、受信チャンネルＣＨ_１〜ＣＨ_Ｍ毎かつ上り／下り区間毎にビート信号ＢＴのサンプリング値ａｄ（ｊ）それぞれから規定値を減算することで、修正値ａｄ＿ｄｃ（ｊ）を算出する（Ｓ４１０）。ここでの符号ｊは、ビート信号ＢＴのサンプリングのタイミングを識別する識別子である。

そして、本実施形態における規定値は、ビート信号ＢＴをサンプリングする最初のタイミングでのサンプリング値ａｄ（１）である。すなわち、Ｓ４１０では、修正値ａｄ＿ｄｃ（ｊ）を、ａｄ＿ｄｃ（ｊ）＝ａｄ（ｊ）−ａｄ（１）によって算出する。これにより、修正値ａｄ＿ｄｃ（ｊ）は、図４（Ａ）に示すように、ビート信号ＢＴのサンプリング値ａｄ（ｊ）それぞれを、ビート信号ＢＴをサンプリングする最初のタイミングでのサンプリング値ａｄ（１）分シフトさせたものである。

続いて、直流成分除去処理では、修正値ａｄ＿ｄｃ（ｊ）の中から、規定時間ごとに信号値（ｘ，ｙ）を抽出する（Ｓ４２０）。ここでの規定時間とは、直流成分の周波数として規定されたビート信号ＢＴの低周波成分における最大周波数の逆数である。また、直流成分の周波数とは、極至近距離に存在する物標からの到来波に対応する周波数成分である。

また、本実施形態のＳ４２０にて抽出する信号値（ｘ，ｙ）は、図４（Ｂ）に示すように、それぞれ、規定時間それぞれを含むように規定された時間長（以下、「規定期間」と称す）の代表値である。このＳ４２０にて抽出する代表値は、規定期間内に含まれる修正値ａｄ＿ｄｃを相加平均した結果である。

ただし、Ｓ４２０にて抽出する代表値は、相加平均の結果に限るものではなく、規定期間内に含まれる修正値ａｄ＿ｄｃの中央値であっても良いし、最頻値であっても良い。
本実施形態においては、規定時間ごとに信号値（ｘ，ｙ）を抽出することで、受信チャンネルＣＨ_１〜ＣＨ_Ｍ毎かつ上り／下り区間毎に、Ｎ個の信号値（ｘ，ｙ）を抽出する。ただし、ここでの「Ｎ」は、上り／下り区間それぞれの間に信号値（ｘ，ｙ）を抽出する回数であり、１以上の自然数である。

さらに、直流成分除去処理では、ビート信号ＢＴにおける直流成分の信号波形を表す近似曲線ｆ（ｊ）を算出する（Ｓ４３０）。このＳ４３０では、具体的には、Ｎ次関数に信号値（ｘ，ｙ）それぞれを代入して導出した連立方程式を演算し、各定数を算出する。そして、その定数を代入したＮ次関数を近似曲線ｆ（ｊ）として算出する。この近似曲線ｆ（ｊ）が、特許請求の範囲に記載された直流成分信号の一例である。

続いて、直流成分除去処理では、ビート信号ＢＴの修正値ａｄ＿ｄｃ（ｊ）から、近似曲線ｆ（ｊ）を減算することで、ビート信号ＢＴから直流成分を除去した対象信号ａｄ＿ｄｅｔ（ｊ）を生成する（Ｓ４４０）。このＳ４４０では、具体的には、Ｓ４３０にて導出した近似曲線ｆ（ｊ）における各サンプリングタイミングｊでの値を、ビート信号ＢＴの修正値ａｄ＿ｄｃ（ｊ）から減算（ａｄ＿ｄｅｔ（ｊ）＝ａｄ＿ｄｃ（ｊ）−ｆ（ｊ））する。

その後、直流成分除去処理を終了し、物標検出処理、ひいては第２検出処理のＳ２２０へと移行する。
そのＳ２２０では、Ｓ４４０にて生成した対象信号ａｄ＿ｄｅｔについて周波数解析（本実施形態では、ＦＦＴ処理）を実行し、受信チャンネルＣＨ_１〜ＣＨ_Ｍ毎かつ上り／下り区間毎に対象信号ａｄ＿ｄｅｔのパワースペクトルを求める。

さらに、Ｓ２２０では、上り区間について、パワースペクトル上に存在する各周波数ピークｆｂｄｕ_１〜ｆｂｄｕ_ｍを検出すると共に、下り区間について、パワースペクトル上に存在する各周波数ピークｆｂｄｄ_１〜ｆｂｄｄ_ｍを検出する。

物標検出処理では、続いて、周波数ピークｆｂｄｕ，ｆｂｄｄの各々について、当該周波数ピークｆｂｄｕ，ｆｂｄｄに対応する物標候補の到来方位、及び当該物標候補からの反射波を受信した受信電力を表す到来電力を推定する方位検出処理を実行する（Ｓ２３０）。

そのＳ２３０にて推定した到来方位及び到来電力に基づいて、ペアマッチングを実行する（Ｓ２４０）。このＳ２４０にて実行するペアマッチングは、上り区間のビート信号ＢＴから求められた周波数ピークｆｂｄｕ_１〜ｆｂｄｕ_ｍと、下り区間のビート信号ＢＴから求められた周波数ピークｆｂｄｄ_１〜ｆｂｄｄ_ｍとを、同一物標にてレーダ波を反射したとみなせるもの同士でマッチングして登録する処理である。以下、Ｓ２４０にてマッチングして登録された周波数ピークｆｂｄｕ，ｆｂｄｄの組を、第１周波数ペアと称す。

続いて、Ｓ２４０にて登録された第１周波数ペアに対して、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置に周知の手法により、レーダ装置１０から物標候補までの距離、物標候補と自車両との相対速度を導出する（Ｓ２５０）。

さらに、履歴接続処理や外挿補間処理を含むフィルタ処理を実行する（Ｓ２６０）。
履歴接続処理とは、今回の測定サイクルのＳ２６０で登録された第１周波数ペア（以下、今サイクル第１ペアと称す）の情報（即ち、距離，速度，方位など）と、前回の測定サイクルで登録された周波数ペア（以下、前サイクル第１ペアと称す）の情報とに基づき、同一物標に対応する第１周波数ペアを検出する処理である。

具体的に履歴接続処理では、前サイクル第１ペアの情報に基づいて、前サイクル第１ペアに対応する今サイクル第１ペアの予測位置及び予測速度を算出する。そして、その予測位置，予測速度と、今サイクル第１ペアから求めた検出位置，検出速度との差分（位置差分，速度差分）が予め設定された上限値（上限位置差，上限速度差）より小さい場合には、履歴接続があるものと判断する。その履歴接続が、複数の測定サイクル（例えば５サイクル）に渡って存在すると判断された第１周波数ペアを物標であると認識する。なお、今サイクル第１ペアには履歴接続のある前サイクル第１ペアの情報（例えば、履歴接続の回数や、後述する外挿カウンタ，外挿フラグ等）が順次引き継がれていく。

外挿補間処理では、今サイクルにて認識された物標を今サイクル第１物標、前サイクルにて認識された物標を前サイクル第１物標として、今サイクル第１物標と履歴接続のない前サイクル第１物標があれば、その前サイクル第１物標についての予測値に基づいて外挿ペアを作成し、その外挿ペアを今サイクル第１物標に追加する。

なお、各今サイクル第１物標には、外挿の有無を表す外挿フラグ、連続して外挿された回数を表す外挿カウンタが設定され、今サイクル第１物標が実際に検出された実ペアである場合には外挿フラグＧＦ，外挿カウンタがゼロクリアされ、今サイクル第１物標が外挿ペアである場合には外挿フラグＧＦが１にセットされると共に、外挿カウンタがインクリメントされる。そして、外挿カウンタのカウント値が予め設定された破棄閾値に達した場合は、その物標をロストしたものとして破棄する。

その後、物標検出処理は、Ｓ２９０へと移行する。
そのＳ２９０では、Ｓ１８０でのフィルタ処理の結果、及びＳ２６０でのフィルタ処理の結果に基づいて、第１検出処理及び第２検出処理の両方にて検出された物標を確定物標として検出する。すなわち、Ｓ２９０では、共通する位置に、第１検出処理にて検出した物標及び第２検出処理にて検出した物標との両方が存在していれば、当該物標が存在する可能性が高いものと判定する。

さらに、物標検出処理では、Ｓ２９０にて検出された確定物標それぞれの物標情報を、運転支援ＥＣＵ６０に出力する（Ｓ３００）。
その後、今サイクルでの物標検出処理を終了する。
［実施形態の効果］
以上説明したように、物標検出処理の第１検出処理においては、規定時間ごとに抽出した複数の信号値（ｘ，ｙ）から、それらの複数の信号値（ｘ，ｙ）の近似曲線ｆ（ｊ）を算出する。この近似曲線ｆ（ｊ）は、直流成分の周波数を遮断周波数としたローパスフィルタにビート信号ＢＴを通すことで得られる信号に近似する。

さらに、物標検出処理の第１検出処理では、その算出した近似曲線ｆ（ｊ）を、ビート信号ＢＴの修正値ａｄ＿ｄｃ（ｊ）から減算することで、ビート信号ＢＴから直流成分を除去した対象信号ａｄ＿ｄｅｔ（ｊ）を生成する。直流成分は、極至近距離に存在する物標からの到来波に対応する周波数成分である。このため、対象信号ａｄ＿ｄｅｔ（ｊ）からは、極至近距離に存在する物標からの到来波に対応する周波数成分が除去される。

そして、物標検出処理の第１検出処理では、レーダ波を反射した物標を検出するために、対象信号ａｄ＿ｄｅｔ（ｊ）を周波数解析（ＦＦＴ）する。この対象信号ａｄ＿ｄｅｔ（ｊ）を周波数解析（ＦＦＴ）すると、図５に示すように、直流成分の周波数ピークが検出されなくなる。

換言すれば、レーダ装置１０においては、当該レーダ装置１０から近距離に存在する物標（以下、近距離物標と称す）からの到来波が、極至近距離に存在する物標からの到来波に埋もれることを低減できる。この結果、レーダ装置１０によれば、近距離物標の検出精度を向上させることができる。

したがって、レーダ装置１０によれば、本来検出すべき距離範囲に存在する近距離物標の検出精度が低減することを防止できる。
しかも、物標検出処理の第１検出処理において、周波数解析を実行する対象信号ａｄ＿ｄｅｔ（ｊ）は、ビート信号ＢＴの直流成分からなる近似曲線ｆ（ｊ）を、そのビート信号ＢＴから減算したものである。

このため、レーダ装置１０においては、本来検出すべき物標が存在する遠距離範囲からの到来波に基づくビート信号の信号レベルを低下させることを低減できる。
したがって、レーダ装置１０によれば、本来検出すべき遠距離範囲に存在する物標の検出精度が低減することを防止できる。

以上説明したように、レーダ装置１０によれば、物標の検出精度をより向上させることができる。
ところで、通常、ビート信号ＢＴの信号レベルは、時間の変化に従って細かく変動する。

このため、信号値（ｘ，ｙ）を抽出するタイミングによっては、直流成分以外のノイズを信号値（ｘ，ｙ）として含む可能性がある。
そこで、直流成分除去処理のＳ４２０においては、規定時間それぞれを含む規定期間の代表値を、信号値（ｘ，ｙ）として抽出している。

このため、直流成分除去処理によれば、近似曲線ｆ（ｊ）におけるノイズを平滑化することができ、当該近似曲線ｆ（ｊ）の算出精度を向上させることができる。
また、直流成分除去処理のＳ４１０においては、ビート信号ＢＴのサンプリング値ａｄ（ｊ）それぞれから、当該ビート信号ＢＴをサンプリングする最初のタイミングでのサンプリング値ａｄ（１）を減算している。

すなわち、本実施形態におけるＳ４１０では、近似曲線ｆ（ｊ）における次数を１つ下げている。
このため、本実施形態の直流成分除去処理によれば、近似曲線ｆ（ｊ）を導出するための演算に必要な処理量を低減できる。

さらに、本実施形態の物標検出処理のＳ２９０では、第１検出処理及び第２検出処理の両方にて検出された物標を確定物標として検出している。このため、本実施形態のレーダ装置１０によれば、物標の検出精度をより向上させることができる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

例えば、上記実施形態の物標検出処理では、第１検出処理と第２検出処理とを並列で実行していたが、第１検出処理と第２検出処理とは、並列で実行されていなくとも良い。
さらに、本発明においては、第２検出処理が省略されていても良い。この場合、物標検出処理におけるＳ２９０は省略されていても良い。そして、この場合の物標検出処理のＳ３００では、Ｓ２６０における履歴接続処理の結果、所定回数連続して履歴接続がある物標それぞれの物標情報を出力すれば良い。

また、上記実施形態のＳ３００では、確定物標に関する物標情報を出力していたが、物標情報を出力する対象は、確定物標に限るものではない。物標情報を出力する対象は、第１検出処理または第２検出処理のいずれかにて検出された全ての物標としても良い。この場合、第１検出処理及び第２検出処理の両方にて検出された全ての物標に関する物標情報には、当該物標が存在する可能性が高いことを示すフラグを設定しても良い。

なお、上記実施形態の第１検出処理では、全てのチャンネルＣＨについて直流成分除去処理を実行して物標を検出したが、第１検出処理を実行するチャンネルＣＨの個数は、全てのチャンネルＣＨに限るものではなく、１つのチャンネルＣＨであっても良い。この場合、第１検出処理にて検出した物標までの距離に基づいて、Ｓ２９０を実行すれば良い。

上記実施形態は、ＦＭＣＷレーダを対象として説明したが、本発明の対象は、ＦＭＣＷレーダに限るものではない。例えば、本発明の対象は、２周波ＣＷレーダであっても良いし、ＣＷレーダであっても良い。

なお、上記実施形態の構成の一部を省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。

また、本発明は、前述した物標検出装置の他、物標を検出するためにコンピュータが実行するプログラム、物標検出方法等、種々の形態で実現することができる。

１…車載システム １０…レーダ装置 ３２…発振器 ３３…増幅器 ３４…分配器 ３６…送信アンテナ ４０…受信アンテナ部 ４２…受信スイッチ ４３…ミキサ ４４…増幅器 ４５…フィルタ ４６…Ａ／Ｄ変換器 ５０…信号処理部 ６０…運転支援ＥＣＵ ８０…報知装置

Claims (8)

1. 連続波からなるレーダ波を、規定された周期で送信する送信手段（３２，３３，３４，３６）と、
   前記送信手段から送信されたレーダ波の反射波である到来波を受信し、その受信した到来波に前記送信手段で送信したレーダ波を混合することでビート信号を生成する受信手段（４０，４１，４２，４３）と、
   前記受信手段で生成したビート信号から、直流成分の周波数の逆数である規定時間ごとに信号値を抽出し、その抽出された複数の信号値の近似曲線を直流成分信号として算出する直流算出手段（５０：Ｓ４１０〜Ｓ４３０）と、
   前記直流算出手段で算出した直流成分信号を、前記受信手段で生成したビート信号から減算した対象信号を生成する信号生成手段（５０：Ｓ４４０）と、
   前記信号生成手段で生成した対象信号を周波数解析した結果に基づいて、前記到来波の発生元である第１物標を検出する第１検出手段（５０：Ｓ２２０〜Ｓ２６０）と
   を備えることを特徴とする物標検出装置（１０）。
2. 前記直流成分の周波数として、前記ビート信号の低周波成分における最大周波数が規定されていることを特徴とする請求項１に記載の物標検出装置。
3. 前記直流算出手段は、
   前記規定時間それぞれを含むように規定された時間長である規定期間それぞれの代表値を前記信号値として抽出する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物標検出装置。
4. 前記直流算出手段は、
   前記信号値の抽出個数を「Ｎ」個とし、前記近似曲線をＮ次関数で表す
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の物標検出装置。
5. 前記直流算出手段は、
   前記Ｎ次関数における切片を「０」として、前記直流成分信号を算出する
   ことを特徴とする請求項４に記載の物標検出装置。
6. 前記受信手段で生成したビート信号を周波数解析した結果に基づいて、前記到来波の発生元である第２物標を検出する第２検出手段（５０：Ｓ１４０〜Ｓ１８０）と、
   前記第１検出手段での検出結果、及び前記第２検出手段での検出結果に基づき、共通する位置に、第１物標及び第２物標との両方が存在していれば、物標が存在するものと判定する判定手段（５０：Ｓ２９０）と
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の物標検出装置。
7. 前記受信手段は、複数の受信アンテナのそれぞれで前記到来波を受信し、前記複数の受信アンテナで受信した到来波のそれぞれのビート信号を生成し、
   前記直流算出手段は、
   前記受信手段で生成した前記受信アンテナごとのビート信号のうち、１つのビート信号について前記直流成分信号を算出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の物標検出装置。
8. 前記受信手段は、複数の受信アンテナのそれぞれで前記到来波を受信し、前記複数の受信アンテナで受信した到来波のそれぞれのビート信号を生成し、
   前記直流算出手段は、
   前記受信手段で生成した前記受信アンテナごとのビート信号のうち、少なくとも２つのビート信号について前記直流成分信号を算出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の物標検出装置。