雷達裝置和行駛車輛探測方法

雷達裝置和行駛車輛探測方法
【專利摘要】本發明提供能夠高精度地探測行駛車輛的雷達裝置。雷達裝置的雷達接收單元(500)具有：從接收雷達信號的回波信號的天線(511)的接收信號，對每個范圍，獲取多普勒頻率的多普勒頻率獲取單元(520)；從接收信號，對范圍和多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示回波信號的強度的方位相關功率值的方位相關功率值計算單元(531)；從接收信號，對范圍和多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示回波信號的到來方向的概率的歸一化方位相關值的歸一化方位相關值計算單元(532)；以及基于方位相關功率值和歸一化方位相關值，判定反射了雷達信號的物體是否為行駛車輛的行駛車輛檢測單元(540)。
【專利說明】
雷達裝置和行駛車輛探測方法
技術領域
[0001 ]本發明設及雷達裝置和行駛車輛探測方法。
【背景技術】
[0002] 通過雷達裝置探測物體（目標)的技術，例如記載在專利文獻1和專利文獻2中。
[0003] 專利文獻1中記載的雷達裝置，對每個作為探索對象的距離的處理單位即距離庫 (range bin)采樣包含物體的反射波和地面的反射波即地雜波的雷達接收波(接收信號）， 對每個距離庫求接收信號的多普勒分量。而且，專利文獻1中記載的雷達裝置，將多普勒頻 率區域中的接收信號的功率值(多普勒分量)的變動的大小與規定的闊值比較。根據運樣的 技術，即使在有地雜波的影響的情況下，在多普勒軸頻域中，如果某一頻率分量的功率比周 圍大，就能夠作為物體來探測。
[0004] 此外，專利文獻2中記載的雷達裝置，計算多個接收天線之間中的、拍頻信號的峰 值頻率的相位差。而且，專利文獻2中記載的雷達裝置基于算出的多個接收天線之間的相位 差和多個接收天線的相對位置關系，計算物體的方向。根據運樣的技術，能夠探測位于不同 方向的多個物體的各個物體。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:日本特開昭60-122381號公報 [000引專利文獻2:日本特開2011-180030號公報

【發明內容】

[0009] 發明要解決的問題
[0010] 可是，為確保道路交通的安全等目的，有想要探測在周圍存在行駛中的車輛（W下 稱為"行駛車輛"）的情況的運樣的市場需求。
[0011] 但是，在上述的W往技術中，無法區別檢測行駛車輛和行人或人搬運的行李等其 他物體。而且，在雷達裝置自身的移動速度不明的情況下，也無法判定物體是否在移動。因 此，期望能夠高精度地探測行駛車輛的技術。
[0012] 本發明的目的是，提供能夠高精度地探測行駛車輛的雷達裝置和行駛車輛探測方 法。
[001引解決問題的方案
[0014]本發明的雷達裝置包括：多普勒頻率獲取單元，從接收雷達信號的回波信號的天 線的接收信號，對每個范圍，獲取多普勒頻率;方位相關功率值計算單元，從所述接收信號， 對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所述回波信號的強度的 方位相關功率值;歸一化方位相關值計算單元，從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒 頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所述回波信號的到來方向的概率的歸一化方位相 關值；W及行駛車輛檢測單元，基于所述方位相關功率值和所述歸一化方位相關值，判定反 射了所述雷達信號的物體是否為行駛車輛。
[0015] 本發明的行駛車輛探測方法包括W下步驟:從接收雷達信號的回波信號的天線的 接收信號，對每個范圍，獲取多普勒頻率的步驟;從所述接收信號，對所述范圍和所述多普 勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所述回波信號的強度的方位相關功率值的步驟； 從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所述回 波信號的到來方向的概率的歸一化方位相關值的步驟；W及基于所述方位相關功率值和所 述歸一化方位相關值，判定反射了所述雷達信號的物體是否為行駛車輛的步驟。
[0016] 發明的效果
[0017] 根據本發明，能夠高精度地探測行駛車輛。
【附圖說明】
[0018] 圖1是用于說明本實施方式中的行駛車輛探測的原理的概要的圖。
[0019] 圖2是表示旋轉的輪胎的各部位的、作為與雷達的相對速度的徑向方向分量的圖。
[0020] 圖3是表示本實施方式的雷達裝置的結構的一例子的框圖。
[0021] 圖4是表示本實施方式中的雷達發送單元的結構的一例子的框圖。
[0022] 圖5是表示本實施方式中的雷達接收單元的結構的一例子的框圖。
[0023] 圖6是表示本實施方式中的行駛車輛檢測單元的結構的一例子的框圖。
[0024] 圖7是表示本實施方式中的方位_多普勒功率圖的一例子的圖。
[0025] 圖8是表示本實施方式中的發送區間和發送周期的一例子的圖。
[0026] 圖9是表示本實施方式中的發送信號的調頻的情況的一例子的圖。
[0027] 圖10是表示本實施方式中的多個接收天線的相對位置關系的一例子的圖。
[0028] 圖11是表示本實施方式中的延遲分布數據的結構的一例子的圖。
[0029] 圖12是表示本實施方式中的延遲分布數據的=維圖形的一例子的圖。
[0030] 圖13是表示本實施方式中的延遲分布數據的二維圖形的一例子的圖。
[0031] 圖14是本實施方式中的圖13中所示的二維圖形的局部放大圖。
[0032] 圖15是表示本實施方式中的延遲分布數據的FFT處理結果的一例子的圖。
[0033] 圖16是表示本實施方式中的多普勒頻率數據的結構的一例子的圖。
[0034] 圖17是表示本實施方式中的歸一化方位相關值數據的=維繪圖（plot)的一例子 的圖。
[0035] 圖18是表示本實施方式中的、對物體位于的距離庫的最大功率多普勒頻率分量 的、方位和方位相關功率值之間的關系的一例子的圖。
[0036] 圖19是表示本實施方式中的、對物體位于的距離庫的最大功率多普勒頻率分量 的、方位和歸一化方位相關值之間的關系的一例子的圖。
[0037] 圖20是表示本實施方式中的、對行駛車輛的車身部單元(cell)的多普勒速度和方 位相關功率值之間的關系的一例子的圖。
[0038] 圖21是表示本實施方式中的、對行駛車輛的車身部單元的多普勒速度和歸一化方 位相關值之間的關系的一例子的圖。
[0039] 圖22是表示本實施方式中的、對后方的行駛車輛的前輪部單元的多普勒速度和方 位相關功率值之間的關系的一例子的圖。
[0040] 圖23是表示本實施方式中的、對后方的行駛車輛的前輪部單元的多普勒速度和歸 一化方位相關值之間的關系的一例子的圖。
[0041] 圖24是表示本實施方式中的、對后方的行駛車輛的后輪部單元的多普勒速度和方 位相關功率值之間的關系的一例子的圖。
[0042] 圖25是表示本實施方式中的、對后方的行駛車輛的后輪部單元的多普勒速度和歸 一化方位相關值之間的關系的一例子的圖。
[0043] 圖26是表示本實施方式中的、對行人位于的單元的多普勒速度和方位相關功率值 之間的關系的一例子的圖。
[0044] 圖27是表示本實施方式中的、對行人位于的單元的多普勒速度和歸一化方位相關 值之間的關系的一例子的圖。
[0045] 圖28是表示本實施方式的雷達裝置的動作的一例子的流程圖。
[0046] 圖29是表示本實施方式中的車輪位置判定處理的一例子的流程圖。
【具體實施方式】
[0047] W下，參照附圖詳細地說明本發明的一實施方式。
[0048] <行駛車輛探測的概要〉
[0049] 首先，說明本實施方式中的行駛車輛探測的概要。
[0050] 圖1是用于說明本實施方式中的行駛車輛探測的概要的圖。
[0051 ]如圖1所示，本實施方式的雷達裝置200，例如，被設置在車輛101的后部，向車輛 101的后方發送雷達發送信號102。在行駛車輛111位于裝載了雷達裝置200的車輛（W下稱 為"本車輛"）1〇1的后方時，發送的雷達信號102由行駛車輛111的各部位(例如前面112)反 射，作為回波信號向雷達裝置200返回來。
[0052] 雷達裝置200使用陣列天線(未圖示），接收回波信號。雷達裝置200基于回波信號 生成延遲分布，使用生成的延遲分布，計算規定的多普勒頻率分量各自的功率值。而且，雷 達裝置200基于算出的功率值和陣列天線的位置信息，估計每個距離庫和多普勒頻率的組 合的、信號的到來方位。
[0053] 運里，延遲分布是表示距雷達裝置200的距離和來自位于該距離的物體的回波信 號的功率之間的關系的信息，運里"距離"也被稱為"范圍"。
[0054] 此外，多普勒頻率是，在反射了雷達信號的物體和雷達裝置200之間存在距離方向 的相對性運動的情況下，表示因多普勒效應在回波信號中產生的頻率變動的信息。即，多普 勒頻率是表示物體的、對雷達裝置200的距離方向的相對速度(多普勒速度)的頻率。
[0055] 再有，在本實施方式中，假設方位由水平面上的方向來定義。但是，方位也可W由 垂直面上的方向、或水平面上的方向和垂直面上的方向的組合等、其他種類的方位來定義。 再有，按照雷達裝置200的陣列天線的配置，可估計的方位不同。
[0056] 雷達裝置200基于獲取的各多普勒頻率數據，對距離庫和多普勒頻率的每個組合， 計算各方位的歸一化方位相關值和方位相關功率值。
[0057] 運里，歸一化方位相關值是，關注的方位的、表示作為回波信號的到來方向的概率 的參數。此外，方位相關功率值是，關注的方向的、加進了作為回波信號的到來方向的概率 的、表示回波信號的功率的強度的值。
[0058] 更具體地說，歸一化方位相關值是，對每個關注方位角，將表示陣列天線的各接收 天線的復數響應的方向矢量和表示各接收天線的接收信號的相關矢量之間的相關，W所述 相關矢量的2范數歸一化所得的結果。有關歸一化方位相關值的細節，將后述。
[0059] 此外，方位相關功率值是，通過陣列天線的各天線的接收信號構成的相關矢量和 表示接收信號從規定的方向到來的情況下的各接收天線的復數響應的方向矢量的內積的 平方所得的值。有關方位相關功率值的細節，將后述。
[0060] 運里，將行駛車輛111的前面112之中的、右前輪位于的方位設為第1方位121、車身 中央部位于的方位設為第2方位122、左前輪位于的方位設為第3方位123。
[0061] 圖1所示的第1曲線131~第3曲線133是順序地表示第1方位121~第3方位123中 的、多普勒頻率和歸一化方位相關值及方位相關功率值之間的關系的曲線。在第1曲線131 ~第3曲線133的各自中，橫軸表示多普勒頻率(fd)，右側的縱軸是歸一化方位相關值，左側 的縱軸表示方位相關功率值。此外，在第1曲線131~第3曲線133的各自中，虛線的曲線表示 各多普勒頻率中的歸一化方位相關值，實線的曲線表示各多普勒頻率中的方位相關功率 值。
[0062] 在存在移動物體的情況下，如第1曲線131~第3曲線133所示，產生歸一化方位相 關值(虛線)連續地升高的多普勒頻帶。
[0063] 圖2是用于說明旋轉的輪胎部分的多普勒頻率的圖。
[0064] 如圖2所示，在行駛車輛111的情況下，車輪(輪胎）141旋轉。因此，在從行駛車輛 111的前方觀測旋轉中的車輪141時，由雷達裝置200測量出的車輪141的各部位的多普勒速 度分量包含由反射雷達的發送信號的各部位的旋轉產生的多普勒速度分量。
[0065] 例如，車輪141的正面中央部分142的旋轉產生的速度方向143與雷達裝置200的弧 度方向（觀測方向）144正交。因此，對于雷達裝置200的部分142的相對速度與車身的移動速 度大致相同。
[0066] 另一方面，車輪141的正面上側部分145的旋轉產生的速度方向146與雷達裝置200 的弧度方向（觀測方向）147不正交。因此，在運樣的部分145中，旋轉產生的多普勒速度分量 148被追加，所W比車身的移動速度快的多普勒速度分量被檢測。
[0067] 其結果，雷達裝置200測量出的車輪141的多普勒分量比車身速度擴展。運里，"多 普勒擴展"表示某一物體的回波信號中包含的多普勒頻率分量的個數，表示該物體的速度 分量的范圍。
[0068] 因此，如圖1的第1曲線131~第3曲線133所示，在車輪位于的第1方位121和第3方 位123中，與車輪不存在的第2方位122相比，在更寬的頻帶中歸一化方位相關值(虛線）升 局。
[0069] 此外，車輛的情況下，來自金屬的車身部分的信號反射的程度高。因此，如車輪不 存在的圖1的第2的曲線132所示，在將與車身部分的相對速度對應的多普勒頻率fdO為中屯、 的窄頻帶中，方位相關功率值(實線)也為較高的值。
[0070] 而且，車輪位于的第1方位121和第3方位123的情況下，如部分131a所示，在從車身 部分的多普勒頻率fdO偏移的頻帶中，方位相關功率值(實線）也取比較的高的值。該部分 131a是車輪部分的速度分量。在運樣的部分131a中，方位相關功率值的多普勒頻率軸上的 波形，在峰值部分、峰值部分的值和歸一化方位相關值較低的部分的值之間緩慢并且平滑 地變化。
[0071] 在從車輛的前方或后方觀測旋轉中的車輪時，車輪表面的各所的多普勒速度，在 車身部分的多普勒速度上加入由車輪的旋轉產生的速度的向雷達裝置200的弧度方向的分 量，沿車輪表面大致連續地變化。因此，方位相關功率值如上述那樣緩慢并且平滑地變化。
[0072] 運樣，在行駛車輛的車輪位于的方位中，多普勒頻率軸之中的、歸一化方位相關值 高的頻帶中，方位相關功率值表示第1曲線131和第3曲線133那樣的特征性的分布。
[0073] 基于運樣的見解，本實施方式的雷達裝置200構成為通過對每個方位計算各多普 勒頻率的歸一化方位相關值和方位相關功率值，從計算結果探測行駛車輛的車輪（W下，適 當地僅稱為"車輪"），進行行駛車輛的探測。
[0074] 而且，本實施方式的雷達裝置200構成為基于探測到的多個車輪的相對位置等的 特征，判定探測到的行駛車輛的車型。
[0075] <雷達裝置的結構〉
[0076] 接著，說明本實施方式的雷達裝置200的結構。
[0077] 圖3是表示雷達裝置200的結構的一例子的框圖。
[0078] 在圖3中，雷達裝置200有基準信號生成單元300、雷達發送單元400、和雷達接收單 元500。
[0079] 基準信號生成單元300分別連接到雷達發送單元400和雷達接收單元500。基準信 號生成單元300生成作為基準信號的參考信號，將生成的參考信號共用地供給到雷達發送 單元400和雷達接收單元500。即，基準信號生成單元300使雷達發送單元400的處理和雷達 接收單元500的處理同步。
[0080] 雷達發送單元400基于參考信號生成高頻的雷達信號，從發送天線423輸出生成的 雷達信號。
[0081] 雷達接收單元500在第1接收天線51 h~第4接收天線5514的各自中接收物體（目 標)反射的雷達信號即回波信號（反射波信號）。然后，對第1接收天線5111~第4接收天線 51以接收到的回波信號即第1接收信號~第4接收信號，雷達接收單元500基于參考信號進 行規定的信號處理和數據處理，探測行駛車輛等的物體。
[0082] 圖4是表示雷達發送單元400的結構的一例子的框圖。
[008引在圖4中，雷達發送單元400包括發送信號生成單元410和RF發送（Radio Frequency)單元420。發送信號生成單元410和RF發送單元420基于將參考信號倍增了不同 的倍數或同一倍數所得的信號，分別動作。
[0084] 發送信號生成單元410生成編碼脈沖信號的發送信號，將生成的發送信號輸出到 RF發送單元420。再有，有關發送信號生成單元410生成的發送信號的細節，將后述。發送信 號生成單元410包括碼生成單元411、調制單元412、LPF(Low Pass Filter)單元413、W及D/ A(Digital/Analog;數字/模擬)轉換單元414。
[0085] 碼生成單元411生成規定的發送碼，將生成的發送碼輸出到調制單元412。
[0086] 調制單元412將輸入的發送碼進行脈沖調制而生成發送信號，將生成的發送信號 輸出到LPF單元413。
[0087] LPF單元413僅將輸入的發送信號之中預先設定的限制頻帶W下的信號分量輸出 至化/A轉換單元414。再有，LPF單元413也可W配置在后述的D/A轉換單元414的后級。
[0088] D/A轉換單元414將輸入的數字的發送信號轉換為模擬的發送信號，輸出到RF發送 單元420。
[0089] RF發送單元420將輸入的發送信號進行上變頻，生成載波頻帶(例如毫米波頻帶） 的雷達發送信號，輸出到發送天線423。發送天線423將RF發送單元420生成的雷達發送信號 作為雷達信號(雷達發送信號)發射到雷達裝置200的周圍空間。RF發送單元420包括變頻單 元421、放大器422和發送天線423。
[0090] 變頻單元421通過將輸入的發送信號進行上變頻，生成載波頻帶（例如毫米波頻 帶）的發送信號。然后，變頻單元421將上變頻后的發送信號輸出到放大器422。更具體地說， 變頻單元421生成將參考信號倍增到規定倍的、載波頻帶的發送基準信號。然后，變頻單元 421基于生成的發送基準信號，將發送信號進行上變頻。
[0091] 放大器422將輸入的發送信號的信號電平(level)放大到規定的信號電平，輸出到 發送天線423。
[0092] 發送天線423將輸入的發送信號作為雷達信號向雷達裝置200的周圍空間發射。由 物體反射的雷達信號作為回波信號向雷達接收單元500返回來。
[0093] 圖5是表示雷達接收單元500的結構的一例子的框圖。
[0094] 在圖5中，雷達接收單元500包括接收處理單元510、多普勒頻率獲取單元520、到來 方向估計單元530、行駛車輛檢測單元540 W及結果輸出單元550。
[00M]接收處理單元510進行回波信號的接收處理。接收處理單元510包括第1接收天線 51h~第4接收天線51以、W及第1延遲分布生成單元5121~第4延遲分布生成單元5124。
[0096] 第1接收天線51h~第4接收天線5U4構成陣列天線，分別W-對一方式連接到第1 延遲分布生成單元5121~第4延遲分布生成單元5124。第1接收天線51h~第4接收天線5U4 具有相同的結構，所W W下適當地作為"接收天線511"集中地說明。此外，對于第1延遲分布 生成單元5121~第4延遲分布生成單元5124,由于也具有相同的結構，所W W下適當地作為 "延遲分布生成單元512"集中地說明。
[0097] 接收天線511接收回波信號，將接收到的回波信號作為接收信號輸出到對應的(連 接的)延遲分布生成單元512。
[0098] 再有，第1接收天線51h~第4接收天線5U4的相對位置關系被預先確定。第1接收 天線51h~第4接收天線51以分別接收來自同一物體的回波信號時，在第1接收天線51h~ 第4接收天線5114接收的第1接收信號~第4接收信號之間，產生與運樣的相對位置關系對 應的相位差（W下稱為"天線間相位差"）。有關天線間相位差的細節，將后述。
[0099] 延遲分布生成單元512對于輸入的接收信號，進行每規定的離散時刻的采樣。然 后，延遲分布生成單元512對分割了雷達裝置200的探測對象距離的單位即距離庫的各個距 離庫，計算接收信號的同相信號I(In-Phase)數據和正交信號Q(如a化ate)數據。
[0100] 更具體地說，延遲分布生成單元512進行雷達發送信號和接收信號之間的相關處 理，生成包含接收信號（回波信號）的到來延遲信息的相關信號，W規定的次數進行加法運 算。由此，延遲分布生成單元512W由發送周期和加法運算次數確定的間隔，周期性地生成 延遲分布。
[0101] 然后，延遲分布生成單元512將生成的I/Q延遲分布（W下，僅稱為"延遲分布"）輸 出到多普勒頻率獲取單元520。
[0102] 再有，延遲分布生成單元512基于將參考信號倍增到與RF發送單元420相同的規定 倍的接收基準信號來動作。因此，RF發送單元420的處理與延遲分布生成單元512的處理同 步。
[0103] 多普勒頻率獲取單元520對第1接收天線51h~第4接收天線5U4的各個接收天線， 分析延遲分布，從各接收信號獲取各距離庫中的多普勒頻率分量的功率值。多普勒頻率獲 取單元520包括第1多普勒頻率分析單元52h~第4多普勒頻率分析單元52以。
[0104] 第1多普勒頻率分析單元52h~第4多普勒頻率分析單元52以分別W-對一方式連 接到第1延遲分布生成單元5121~第4延遲分布生成單元5124。第1多普勒頻率分析單元52h ~第4多普勒頻率分析單元52以具有相同的結構，所W W下適當地作為"多普勒頻率分析單 元521"集中地說明。
[0105] 多普勒頻率分析單元521對輸入的延遲分布進行分析，獲取由對應的(通過延遲分 布生成單元512連接的）接收天線511接收到的接收信號的、各距離庫的各多普勒頻率分量 的功率值。然后，多普勒頻率分析單元521將獲取的一系列的多普勒頻率的功率值數據（W 下稱為"多普勒頻率數據"）輸出到到來方向估計單元530。
[0106] 第1多普勒頻率分析單元52h~第4多普勒頻率分析單元52以輸出的多普勒頻率數 據，適當地稱為第1多普勒頻率數據~第4多普勒頻率數據。
[0107] 到來方向估計單元530基于第1多普勒頻率數據~第4多普勒頻率數據，估計回波 信號的到來方向（即物體所位于的方向）。更具體地說，到來方向估計單元530對多普勒頻 率、距離(范圍）和方向的至少一方的每個組合，計算方位相關功率值和上述歸一化方位相 關值，從計算結果，估計回波信號的到來方向。到來方向估計單元530包括方位相關功率值 計算單元531和歸一化方位相關值計算單元532。
[0108] 方位相關功率值計算單元531從第1多普勒頻率數據~第4多普勒頻率數據，基于 第1接收天線51h~第4接收天線51以的相對位置關系，對方位和多普勒頻率的每個組合，計 算方位相關功率值。然后，方位相關功率值計算單元531將沿多普勒頻率軸算出的一系列的 方位相關功率值的數據（W下稱為"方位相關功率值數據"）輸出到行駛車輛檢測單元540。
[0109] 歸一化方位相關值計算單元532從第1多普勒頻率數據~第4多普勒頻率數據，基 于第1接收天線51h~第4接收天線51以的相對位置關系，對方位和多普勒頻率的每個組合， 計算歸一化方位相關值。然后，歸一化方位相關值計算單元532將沿多普勒頻率軸算出的一 系列的歸一化方位相關值的數據（W下稱為"歸一化方位相關值數據"）輸出到行駛車輛檢 測單元540。
[0110] 行駛車輛檢測單元540基于方位相關功率值和歸一化方位相關值，判定是否存在 反射了雷達信號的物體、W及運樣的物體是否為行駛車輛。
[0111] 圖6是表示行駛車輛檢測單元540的結構的一例子的框圖。
[0112] 在圖6中，行駛車輛檢測單元540包括信息存儲單元541、功率值數據收縮單元542、 移動物體檢測單元543、車輪位置估計單元544、車輛識別單元545、W及車型識別單元546。
[0113] 信息存儲單元541預先存儲局部特征信息和車型特征信息。運里，局部特征信息 是，表示車輪部分存在的方位的、位置和回波信號分量的至少一個特征即局部特征的信息。 此外，車型特征信息是，表示規定的車型的汽車的車輪部分存在的方位的、位置和回波信號 分量的至少一個特征的信息。
[0114] 局部特征信息和車型特征信息，例如，基于從包含規定的車型的汽車的許多行駛 車輛和行駛車輛W外的物體收集到的回波信號，通過深度學習或提高(boosting)等的公知 的機械學習方法來預先學習。
[0115] 目P，局部特征信息，例如，采用將回波信號分類為來自行駛車輛的車輪部分的回波 信號和來自不是行駛車輛的車輪的物體回波信號的識別器的形式。此外，車型特征信息，例 如，采用將來自特定的車型的車輪的間隔、車輪和車身部分的回波信號的功率值的多普勒 特征分類為來自特定車型的汽車的特征和特定的車型的汽車W外的物體的特征的識別器 的形式。
[0116] 或者，局部特征信息和車型特征信息，例如，也可W是延遲分布、方位相關功率值 的數據、或歸一化方位相關值數據等的數據波形的模板、相應于車輪位置的單元的配置的 模板。
[0117] 再有，在本實施方式中，車型可W是卡車還是客車等的車輛的大致的類別，也可W 是A公司的命名為B的客車還是C公司的命名為D的客車等更詳細的車輛的類別。此外，在新 的輪胎的情況和使用舊輪胎時，輪胎的表面的狀態不同，所W在來自車輪部分的多普勒分 量上可能產生差異。因此，車型也可W是輪胎是新的還是舊的等的輪胎狀態的類別。
[0118] 功率值數據收縮單元542將從到來方向估計單元530輸入的方位相關功率值數據 壓縮(收縮)為方位和多普勒頻率的每個組合的方位相關功率值的數據。作為收縮方法，例 如，能夠采用對方位和多普勒頻率的每個組合的各組合，對全部的范圍，將方位相關功率值 為最大值的范圍值和該范圍的功率值設為對該方位和多普勒頻率的組合的值的方法。然 后，功率值數據收縮單元542將壓縮后的方位相關功率值數據（W下稱為"壓縮方位相關功 率值數據"）輸出到移動物體檢測單元543。
[0119] 移動物體檢測單元543基于從功率值數據收縮單元542輸入的壓縮方位相關功率 值數據（W下，適當稱為"方位_多普勒功率圖"），檢測反射了雷達信號的移動物體的存在、 和其位置(W下稱為"物體位置"）。
[0120] 圖7是表示方位_多普勒功率圖的一例子的圖。
[0121] 如圖7所示，方位_多普勒功率圖600中，靜止物體的方位相關功率值數據601分布 在某一帶狀區域（曲線)602中。移動物體檢測單元543基于從該帶狀區域602脫離的方位相 關功率值數據603,檢測移動物體的存在和物體位置。例如，如圖7所示，移動物體檢測單元 543基于從帶狀區域602脫離的=個方位相關功率值數據6031~6033檢測第1移動物體~第3 移動物體。
[0122] 再有，運里所檢測的移動物體不限定于在此時的行駛車輛。然后，移動物體檢測單 元543將表示移動物體的位置的移動物體位置信息輸出到車輪位置估計單元544。再有，移 動物體的位置，例如，W距離庫和方位角的范圍（W下，適當稱為"移動物體范圍"）來定義。
[0123] 車輪位置估計單元544基于信息存儲單元541中存儲的局部特征信息，判定從移動 物體檢測單元543輸入的信息表示的移動物體范圍是行駛車輛的車輪部分（W下，僅稱為 "車輪部分"）的可能性是否高。即，車輪位置估計單元544對車輪部分存在的方位進行估計。 然后，車輪位置估計單元544將表示估計出的方位（W下稱為"車輪位置候選"）的信息輸出 到車輛識別單元545。
[0124] 再有，車輪位置估計單元544基于從移動物體檢測543輸出的移動物體位置信息， 估計行駛車輛的車輪部分的詳細的范圍和方位。更具體地說，車輪位置估計單元544使用從 到來方向估計單元530輸入的方位相關功率值數據和歸一化方位相關值數據之中的、移動 物體范圍的多普勒_方位相關功率值和多普勒_歸一化方位相關值，與信息存儲單元541中 存儲的表示車輪的特征的局部特征信息進行核對。
[0125] 此外，車輪位置估計單元544進行與局部特征信息的形式對應的估計處理。即，在 局部識別信息是識別器的情況下，車輪位置估計單元544將與運樣的識別器對應的參數適 用為移動物體范圍的數據，估計車輪部分的范圍和方位。此外，在局部特征信息是數據的波 形的模板的情況下，車輪位置估計單元544進行與移動物體范圍的數據之間的模板匹配，也 可W估計車輪部分的方位。
[0126] 更具體地說，車輪位置估計單元544判定多普勒頻率軸之中的、歸一化方位相關值 為規定的相關值闊值W上的頻帶（W下稱為"高相關值頻帶"）中的方位相關功率值的波形 (分布)是否為圖1中說明的特征性的波形。通過運樣的判定，車輪位置估計單元544判定是 否為車輪，估計車輪的位置。然后，車輪位置估計單元544將表示估計出的車輪的位置的候 選的車輪位置候選信息輸出到車輛識別器545。車輪的位置的候選，例如，由范圍和方位來 定義。
[0127] 車輛識別單元545基于從車輪位置估計單元544輸入的車輪位置候選信息，估計多 個車輪的各自的位置（W下稱為"車輪位置"）。即，車輛識別單元545將從車輪位置檢測544 輸入的車輪的位置的候選和信息存儲單元541中存儲的車輛特征信息表示的車輛的多個車 輪的位置范圍進行比較，檢測車輪的位置。
[0128] 然后，車輛識別單元545基于檢測到的車輪的位置，估計從到來方向估計單元530 輸入的方位相關功率值數據及歸一化方位相關值數據之中的、與車身對應的部分。然后，車 輛識別單元545使用被估計為車身的部分的多普勒方位相關功率值和多普勒_歸一化方位 相關值、W及信息存儲單元541中存儲的車身的局部特征識別信息，判定被估計為車身的部 分是否是車身部分。
[0129] 然后，在判定是車身部分的情況下，車輛識別單元545將表示多個車輪和車身的位 置的位置信息輸出到車型識別單元546。再有，運樣的位置信息也是表示行駛車輛存在的信 息。
[0130] 車型識別單元546基于信息存儲單元541中存儲的車型特征信息，判定從車輛識別 單元545輸入的信息表示其存在的行駛車輛是否是規定的車型的汽車。即，車型識別單元 546識別被檢測到的行駛車輛的車型。然后，車型識別單元546將表示被估計出的車型的信 息輸出到圖5的結果輸出單元550。
[0131] 再有，車型識別單元546使用表示車輪位置的信息、從到來方向估計單元530輸入 的方位相關功率值數據和歸一化方位相關值數據之中的、與車型特征信息對應的信息，識 別行駛車輛的車型。即，例如，在車型特征信息是基于兩個車輪位置的間隔和各自的區域大 小之比等生成的信息的情況下，車型識別單元546使用表示車輪位置的信息，識別行駛車輛 的車型。
[0132] 此外，車型識別單元546進行與車型特征信息的形式對應的識別處理。即，在車型 特征信息是識別器的情況下，車型識別單元546適用與運樣的識別器對應的參數，識別行駛 車輛的車型。此外，在車型特征信息是車輪位置的配置的模板的情況下，車型識別單元546 進行與輸入的車輪位置的配置之間的模板匹配，識別行駛車輛的車型。
[0133] 再有，上述移動物體檢測單元543、車輪位置估計單元544、車輛識別單元545、或車 型識別單元546也可W將物體位置、車輪位置候選、車輪位置、或在無法檢測車型的情況下 將表示該意旨的信息分別輸出到結果輸出單元550。
[0134] 圖5的結果輸出單元550基于從行駛車輛檢測單元540輸入的信息，將表示行駛車 輛是否檢測到、檢測到的行駛車輛的位置（W方位和距離表示）、W及車型等的、表示行駛車 輛檢測單元540的檢測結果的信息輸出。例如，通過本車輛101 (參照圖1)的儀表板或儀表板 上配置的液晶顯示器等的顯示裝置或揚聲器等的聲音輸出裝置（未圖示），結果輸出單元 550輸出運樣的信息。
[01巧]雖然未圖示，但雷達裝置200例如包括CPU(Central Processing Unit;中央處理 器）、存儲了控制程序的R〇M(Read Only Memory;只讀存儲器）等的存儲介質、W及RAM (Random Access Memo巧；隨機存取存儲器)等的工作存儲器。運種情況下，上述各單元的功 能，通過CPU執行控制程序來實現。
[0136] 但是，雷達裝置200的硬件結構不限定于運樣的例子。例如，雷達裝置200的各功能 單元也可W作為集成電路即ICQntegrated Cir州it)來實現。各功能單元既可W被單獨地 集成為單忍片，也可W包含一部分或全部地被集成為單忍片。
[0137] 具有運樣的結構的雷達裝置200,能夠將行駛車輛與行駛車輛W外的物體區別地 探測。
[0138] 運里，詳細地說明雷達裝置200生成的各個信息。
[0139] <發送信號的細節〉
[0140] 發送信號生成單元410生成的基帶的發送信號，例如，可使用編碼脈沖，也可使用 線性調頻脈沖。無論哪一種，發送信號都根據規定的發送周期被反復發送。運里，說明發送 信號生成單元410中，使用了編碼脈沖的情況。
[0141] 碼生成單元411對每個發送周期化，生成碼長L(為IW上的整數）的碼序列Cn(n為 從巧化的整數)的發送碼。碼序列化的元素，例如，使用[-1,1]的二值、或[l，-l，j，-j]的四 值構成。其中，j是滿足j2 = -l的虛數單位。
[0142] 發送碼優選在雷達接收單元500中能夠得到低的旁瓣特性的碼序列的碼。作為運 樣的碼序列，例如，可列舉構成補碼對的碼序列、己克（Braker)碼序列、PN(Pseudorandom Noise;偽隨機噪聲）碼、戈雷(Golay)碼序列、M序列碼、W及構成斯帕諾碼(Spano code)的 碼序列。W下，為方便起見，碼序列化的發送碼表記為"發送碼Cn"。
[0143] 在生成補碼(例如，戈雷碼序列、或斯帕諾碼序列)對作為發送碼化的情況下，碼生 成單元411使用兩個發送周期（2Tr)，分別生成對每個發送周期交替成對的發送碼化、Qn。 良P，碼生成單元411在第m發送周期生成構成補碼對一方的發送碼化，在隨后的第(m+1)發送 周期生成構成補碼對的另一方的發送碼化。同樣地，在第(m+2) W后的發送周期中，碼生成 單元411反復生成發送碼化、化。
[0144] 調制單元412對碼生成單元411生成的發送碼Cn進行脈沖調制，生成基帶的發送信 號。具體地說，調制單元412進行振幅調制、ASK(Amplitude化ift K巧ing;幅移鍵控））、或 相位調制(PSK(Phase Shift Keying;相移鍵控））。
[0145] 圖8是表示脈沖調制后的發送信號的發送區間和發送周期的一例子的圖。圖8中， 縱軸表示頻率，橫軸表示時間。再有，作為參考，將使用了線性調頻脈沖情況的一例子示于 圖9。
[0146] 例如，對每個發送周期Tr,調制單元412設定時間Tw[秒]的發送區間。然后，調制單 元412基于根據參考信號生成的發送基準時鐘信號，每一個發送碼Cn用No[個]樣本進行調 制。即，調制單元412中的采樣率是(No X L)/Tw。
[0147] 在發送周期Tr的發送區間Tw[秒忡，調制單元412使用化（=NoXL)[個]樣本進行 調制。此外，調制單元412使用發送周期Tr的無信號區間（Tr-Tw)[秒忡的、Nu[個]樣本進行 調制。再有，運樣的調制的結果，雷達信號在發送周期Tr之中的、發送區間Tw期間被發送，在 非發送區間（Tr-Tw)期間不被發送。
[0148] 調制單元412通過發送碼Cn的調制，例如，周期性生成W下的式（1)所示的基帶的 發送信號：Kk,m)。
[0149] r(k,m) = I(k,m)+jQ(k,m) . . . (I)
[0150] 其中，k表示將發送周期Tr的開始定時作為基準化=1)的離散時刻，取I到(化+Nu) 的離散值。即，k表示發送信號的生成定時(采樣定時）的時刻。此外，m表示發送周期化的序 數、即發送碼化的發送循環。
[0151] 目P，發送信號r(k，m)表示第m發送周期化的離散時刻k中的發送信號的值。具體地 說，發送信號Hk,m)成為同相信號分量Kk，m)和乘W 了虛數單位j的正交信號分量Q化，m) 的加法運算結果。
[0152] 例如，適用[-1,1]的二值的相位調制（PSK)的情況下，碼序列Cn為BPSK(Binary Phase化ift Ifeying;二進制相移鍵控）。此外，例如，在適用[1，-1，j，-j]的四值的相位調 制的情況下，碼序列Cn為QPSK(Quadrature曲ase Siift Keying;正交相移鍵控）或4相 PSK。即，在相位調制(PSK)的情況下，IQ平面上的星座圖中的規定的調制碼元被分配。
[0153] <接收天線的相對位置關系〉
[0154] 由于第1接收天線51h~第4接收天線5U4的相對位置關系預先確定，所W已知。
[0155] 圖10是表示第1接收天線5山~第4接收天線5山的相對位置關系的一例子的圖。
[0156] 如圖10所示，第諧收天線5山~第4接收天線51U例如按運種順序沿某條直線611 配置。第1接收天線5山和第2接收天線5山之間的距離設置為cb，將第1接收天線5山和第3 接收天線5113之間的距離設置為d3,將第1接收天線51h和第4接收天線5U4之間的距離設 置為(k。
[0157] 在運樣的配置中，假設波長A的回波信號612相對于直線611的垂直方向從方位角0 的方向到來。此時，將第娘收天線天線511i距第1接收天線5山的距離設置為di時，第i天線 511i的接收信號和第1接收天線51h的接收信號之間的相位差(天線間相位差)為2時disin 0/c =化fdisin目A。其中，C是傳播速度，f是回波信號(雷達信號）的頻率，A是回波信號的波 長。例如，如圖10所示，第4天線5U4的接收信號的、與第1接收天線51h的接收信號之間的相 位差為化(Usin目/入。
[0158] <延遲分布數據〉
[0159] 對輸入的接收信號，延遲分布生成單元512對每個規定的離散時刻(距離庫)進行 采樣。然后，延遲分布生成單元512計算被采樣的信號的、同相信號I(In-Phase)數據和正交 信號Q(如a化ate)數據。從每個距離庫的I數據和Q數據（W下稱為"數據"），能夠求反射了雷 達信號的物體的、距雷達裝置200的距離和反射強度、W及來自運樣的物體的接收信號的相 位信息和功率。
[0160] 再有，對每個距離庫，延遲分布生成單元512將上述采樣的結果即I、Q數據分別W 規定的次數相加(稱為"相干加法運算"），得到一循環的I、Q數據。通過相干加法運算，白噪 聲被抑制。延遲分布生成單元512對回波信號的每個反復波形、即對每個周期（即，循環），求 上述數據。
[0161] 在W下的說明中，與第m循環的第k距離庫對應的數據表示為記號CI(m，k)。數據CI (m，k)，例如用W下的式(2)表示。
[0162] CI(m，k)=CI_I(m，k)+CI_Q(m，k) . . .(2)
[0163] 其中，CI_I(m，k)是同相信號，是數據CI(m，k)的實數分量。CI_Q(m，k)是正交信號， 是數據CI(m，k)的虛數分量。此外，記號k是距離庫的號，取k=l，2,. . .，K整數。K是距離庫的 號的最大值。即，雷達裝置200能夠測量的最大距離由K的值確定。
[0164] 延遲分布生成單元512將對每個循環和每個距離庫獲取的一系列的數據作為延遲 分布數據輸出。
[0165] 圖11是表示延遲分布生成單元512輸出的延遲分布數據的結構的一例子的圖。此 夕h圖12是表示延遲分布數據的=維圖形的一例子的圖。圖12中，橫軸表示距離(距離庫）， 深度軸表示時間(循環），縱軸表示與接收信號的對應的分量的功率(l〇gi〇(I2+Q2))。
[0166] 如圖11所示，延遲分布數據620對每個循環具有第1距離庫的數據CI(m，l)~第k距 離庫的數據CI(m，K)。此外，從圖12所示的=維圖形621可知，運樣的延遲分布數據620是表 示功率的空間變動和時間變動的數據。
[0167] 對每個生成的相當1循環的延遲分布數據620,延遲分布數據620依次將生成的相 當1循環的延遲分布數據620(例如，第1循環的第1距離庫的數據CI(Ia)~第k距離庫的數 據Cia，K))輸出到多普勒頻率獲取單元520。
[0168] 再有，輸出的延遲分布數據620,在后級的多普勒頻率獲取單元520中，將M個連續 的循環的數據CI(Ia)~CI(M，K)作為一個單位(W下稱為"帖"）來處理。
[0169] <多普勒頻率數據〉
[0170] 多普勒頻率分析單元521將輸入的延遲分布數據620(參照圖11)成束在每1帖（即， 相當連續的每M循環的數據）中，進行多普勒頻率分析。即，例如，對于第k距離庫的、M個連續 的循環的數據CI(l，k)、CI(2，k).....Cl (M，k)，多普勒頻率分析單元521進行多普勒頻率分 析。
[0171] 圖13是表示作為多普勒頻率分析的對象的延遲分布數據之中的、與移動的物體位 于的范圍對應的第k距離庫的數據的、二維圖形的一例子的圖。圖13中，表示相當51200循環 (約2.5秒）的數據。圖14是圖13所示的二維圖形的一部分632的放大圖。圖14中，表示相當 512循環(0.025秒)的數據。在圖13和圖14中，橫軸表示循環(時間），縱軸表示與接收信號對 應的分量的功率(數據）。
[0172] 如圖13所示，延遲分布數據631中，第k距離庫的數據隨著時間極大地變動。運是伴 隨物體的移動的變動。此外，從將與512循環的區間對應的部分632放大后的圖14可知，數據 細微地波動。運種細微波動是物體的微小的移動或衰減(fading)造成的。
[0173] 多普勒頻率分析單元521通過多普勒頻率分析，不僅是物體的移動，而且可W提取 伴隨運樣的物體的微小的移動特征產生的速度分量。再有，能夠提取的多普勒節距，由I循 環的時間、用于頻率分析的1帖中包含的循環的數確定。
[0174] 作為多普勒頻率分析方法，例如可W采用DFT(Digital Fourier Transfer;數字 傅立葉變換）。此外，根據FFT(化St Fourier Transf er;快速傅立葉變換）的算法，DFT可在 計算機上高速地計算。
[0175] 圖15是表示對于圖14所示的第k距離庫的512循環的數據WFFT方式處理的結果的 一例子的圖。圖15中，橫軸表示頻率(多普勒頻率），縱軸表示強度(功率、多普勒頻率分量）。
[0176] 在使用DFT的情況下，多普勒頻率分析單元521將上述的CI_I(m，k)作為實數分量， 將上述的CI_Q(m，k)作為虛數分量，W復數形式進行運算。對第k范圍的、號n的多普勒頻率 的多普勒頻率分量Fd(n，k)，例如，使用W下的式(3)計算。
[0177]
... (3)
[017引其中，n是多普勒頻率的號，例如，取1，2，...，M的值。運里，M是雷達裝置200能夠測 量的最大多普勒頻率號。多普勒頻率分量Fd(n，k)表示與來自WkX范圍節距表示的距離的 位置的接收信號之中的、號n的多普勒頻率對應的速度分量(用復數表示）。
[0179] 運樣一來，多普勒頻率分析單元521對于1帖、即相當M循環的第k距離庫的數據(Cl (1，k)、CI (2，k).....Cl (M，k))，進行多普勒頻率分析。其結果，對每個距離庫，得到M個多普 勒頻率分量(Fd(l，k)、Fd(2，k).....Fd(M，k))。
[0180] 再有，得到的多普勒頻率分量的節距Af，由相當I帖的循環數M和循環的間隔At 確定。在通過DFT進行多普勒頻率分析的情況下，多普勒頻率分量的節距Af,例如，用W下 的式(4)表不。
[0181]
... (4)
[0182] 此外，多普勒頻率分析單元521從多普勒頻率節距Af,例如能夠使用W下的式 (5)，求物體的多普勒速度。
[0183]
…（5 )
[0184] 多普勒頻率分析單元521將對距離庫和多普勒頻率的每個組合（即，距離和速度的 每個組合)算出的一系列的數據作為多普勒頻率數據輸出。
[0185] 圖16是表示多普勒頻率分析單元521輸出的多普勒頻率數據的結構的一例子的 圖。
[0186] 如圖16所示，對每個距離庫，多普勒頻率數據640具有第1多普勒頻率的多普勒頻 率分量Fd( 1，k)~第M多普勒頻率的多普勒頻率分量Fd(M，k)。即，如上述的圖15所示，每個 距離庫的多普勒頻率數據640是表示多普勒頻率的功率的變動的數據。
[0187] <歸一化方位相關值和方位相關功率值〉
[0188] 運里，從第i多普勒頻率分析單元521i輸出的多普勒頻率分量表示為Fdi(n，k)。運 里，對多普勒頻率和距離的每個組合，將與第1接收天線51h~第4接收天線5U4對應的多普 勒頻率分量Fdi(n，k)~Fd4(n，k)作為相關矢量h(n，k)表示。相關矢量h(n，k)用W下的式(6) 表不。
[0189]
... (6)
[0190] 到來方向估計單元530基于相關矢量h(n，k)，估計表示回波信號的到來方向的方 位角0(參照圖10)。
[0191] 如上述，第i接收天線511i和第1接收天線51h的接收信號之間的相位差為如disin 0/入。運里，對每個關注方位角0U，導入方向矢量a(0u)來表示陣列天線的第1接收天線51h~ 第4接收天線5U4的復數響應。無接收天線511間的相位偏差和振幅偏差的、理想的方向矢 量a(9u)用W下的式(7)表示。
[0192]
了.)：
[0193] 其中，0U是將雷達裝置200作為基準的方位角，在雷達裝置200中的回波信號的到 來方向的估計范圍[9min-0max]中，是W規定的間隔A0變化的變量。方位角0U例如用W下的 式(8)表不。
[0194] 目 U=目 min+uA 目 ...（8)
[0195] 其中，U取從0到NU的整數。NU例如按W下的式(9)表示。
[0196]
(9)
[0197] 其中，在式(9)中，floor[y]是輸出不超過實數y的最大的整數值的函數。
[0198] 方向矢量a(0u)例如在電波暗室中預先測量。方向矢量a(0u)也可W是，根據第1接 收天線51h~第4接收天線5U4之間的間隔，除了幾何上被運算的相位差信息之外，還考慮 了天線元件間的禪合、W及振幅誤差和相位誤差的各偏差信息所得的值。
[0199] 歸一化方位相關值計算單元532對方位角0U、距離庫、多普勒頻率的每個組合，例 如用W下的式（10)，計算歸一化方位相關值N_R。ut化，n，0u)。此外，方位相關功率值計算單 元531對方位角0U、距離庫、多普勒頻率的每個組合，例如用W下的式（11)，計算方位相關功 率值Fout化，n，目U)。
[0200]
. . . ( 10 )
[0201] 若N_R。ut 化，n，目 u)>llil，F〇ut 化，n，目 u)=|a(目 U)% 化，n)|2 ...(11)
[0202] 否則 Fout化，n，目u)=0
[0203] 從式（10)可知，歸一化方位相關值N_R。ut(k，n，0u)是將方向矢量a(0u)和相關矢量h (n，k)的內積用相關矢量h(n，k)的2范數的值進行歸一化所得的值。運樣的歸一化方位相關 值N_R。ut化，n，0u)取0~1之間的實數，越接近1，表示相關矢量h(n，k)和方向矢量a(0u)之間 的相關程度越高。即，一波模式的情況下(在距離庫k中，假定為頻率分量n僅存在一個），歸 一化方位相關值N_R。ut化，n，0u)表示頻率n的回波信號從方位角0U到來的概率(確信度的高 低)。
[0204] 此外，從式（11)可知，在歸一化方位相關值大于闊值化1的情況下，方位相關功率 值Fout化，n，0U)是方向矢量a(0u)和相關矢量h(n，k)的內積的平方。運樣的方位相關功率值 Fcut化，n，0u)加進了相關矢量Mn, k)和方向矢量a(0u)之間的相關的程度，表示從方位角0U 的方向到來的號k的頻率的回波信號的功率值。
[0205] 方位相關功率值計算單元531將算出的一系列的方位相關功率值的。*化，11，0。)作 為方位相關功率值數據輸出到行駛車輛檢測單元540。此外，歸一化方位相關值計算單元 532將算出的一系列的歸一化方位相關值N_R。ut化，n，0u)作為歸一化方位相關值數據輸出 到行駛車輛檢測單元540。
[0206] 圖17是表示歸一化方位相關值數據的=維標圖的一例子的圖。在圖17中，點的顏 色的濃淡表示歸一化方位相關值N_Rcmt化，n，0U)的高度。點的顏色越濃，表示歸一化方位相 關值N_R?t化，n，0u)越高。
[0207] 如圖17所示，對距離(距離庫、k)、方位角0U和多普勒頻率(n)的每個組合，歸一化 方位相關值數據650有歸一化方位相關值N_Rcmt化，n，0U)。再有，在圖17中，對于規定值W下 的歸一化方位相關值N_R〇ut化，n，0U)，省略圖示。運樣，歸一化方位相關值N_R〇ut化，n，0U化K XMX (NU+1)個歸一化方位相關值的排列構成(NU參照式(9))。
[0208] 再有，對于方位相關功率值數據，同樣地，由K XMX (NU+1)個方位相關功率值的排 列構成。
[0209] <歸一化方位相關值數據和方位相關功率值數據的特征〉
[0210] 圖18是表示對于物體位于的距離(距離庫）中的最大功率多普勒頻率分量的、方位 和方位相關功率值之間的關系的一例子的圖。圖19是表示對于物體位于的距離(距離庫）中 的最大功率多普勒頻率分量的、方位和歸一化方位相關值之間的關系的一例子的圖。
[0211] 在圖18中，橫軸表示方位，縱軸表示方位相關功率值。在圖19中，橫軸表示方位，縱 軸表示歸一化方位相關值。
[0212] 在圖18中，最大多普勒頻率分量的方位相關功率值在方位大約-5°形成峰值。可 是，由于波形不睹峭，所W僅能夠粗略地估計回波信號的到來方向。
[0213] 另一方面，在圖19中，最大多普勒頻率分量的歸一化方位相關值在大約-5°、用睹 峭的波形形成峰值。運樣，歸一化方位相關值數據具有W較高的精度表示回波信號的到來 方向的特征。
[0214] <每個物體的方位相關功率值數據和歸一化方位相關值數據的特征〉
[0215] 方位相關功率值數據和歸一化方位相關值數據的波形，根據反射了雷達信號的部 分是車輛還是人、是行駛車輛的車輪部分還是車身部分、W及是位于本車輛的后方的行駛 車輛的前輪還是后輪而不同。
[0216] 運里，說明反射了雷達信號的每個部分（W下稱為"物體"）的方位相關功率值數據 和歸一化方位相關值數據的特征的差異。再有，在W下的說明中，單元是雷達裝置200劃分 了假設為行駛車輛探測的對象的區域所得的小區域，例如，指由范圍化)和方位角（0)的組 合而定義的區域。
[0217] 圖20是表示有關不包含位于本車輛的后方的行駛車輛的車輪部分的車身部分的 單元（W下稱為"車身部單元"）的方位相關功率值數據的一例子的圖。圖20中，橫軸表示多 普勒頻率(fd)，縱軸表示方位相關功率值[地]。圖21是表示與圖20對應的、有關車身部單元 的歸一化方位相關值數據的一例子的圖。圖21中，橫軸表示多普勒頻率(fd)，縱軸表示歸一 化方位相關值。
[0218] 從圖20和圖21可知，例如，在歸一化方位相關值的闊值被設定為80%的情況下，反 射物體的多普勒速度的擴展為20.3-16.45 = 3.85km/h。
[0219] 此外，圖20的用圓圈（0)661包圍的點是功率值為最大值的多普勒分量，該多普勒 速度是18.9km/h。比該多普勒速度快、而且歸一化方位相關值比闊值(80%)大的多普勒分 量是19.25~20.3的分量，其擴展僅為1.05km/h。
[0220] 另一方面，圖22是表示有關包含位于本車輛的后方的行駛車輛的前輪部分的部分 單元（W下稱為"前輪部單元"）的方位相關功率值數據的一例子的圖。圖23是表示與圖22對 應的有關前輪部單元的歸一化方位相關值數據的一例子的圖。從圖22和圖23可知，例如，歸 一化方位相關值的闊值被設定為80%的情況下，用虛線671包圍的反射物體的多普勒速度 的擴展是 22.4-17.15 = 5.25km/h。
[0221] 此外，圖22的用圓圈（0)672包圍的點是功率值為最大值的多普勒分量，該多普勒 速度是19.25km/h。比該多普勒速度快、而且歸一化方位相關值大于闊值(80 % )的多普勒分 量是19.6~22.4的分量，該擴展也是2.8km/h。
[0222] 而且，如圖22和圖23所示，歸一化方位相關值大于闊值(80%)的多普勒速度快的 區域673的、右端的幾個多普勒分量的功率值緩慢地下降。具體地說，例如，是右端的5點 (即，20~22.4的分量)的多普勒速度分量。用數值表示時，運5點的功率值的變動量(與左側 的多普勒分量的功率值之間的差分）的方差小于闊值3。而且，差分值的平均為更小的負數 值，平均值的絕對值也小于闊值4。
[0223] 再有，虛線673范圍的、右端的幾個多普勒分量的數，能夠基于車輛的絕對速度(從 表示車身的相對速度的最大功率值的多普勒速度和本車速度而估計的）來確定。運是因為 車速從車輪的半徑的旋轉角速度來確定。例如，車速為20km/h的情況下，由車輪的轉動產生 的多普勒擴展的寬度約為1.5km/h。
[0224] 如圖2中說明的，行駛車輛的車輪的多普勒分量，作為特征呈現在旋轉的車輪的各 部位的、與雷達的相對速度的徑向方向分量上。多普勒速度越慢，車輪正面的部位的反射強 度越強。與此相對，由于車輪更上方的部位的反射截面積減小，反射強度較弱，但雷達徑向 方向的速度加快。因此，作為車輪的多普勒特征，呈現隨著速度的增大，功率值緩慢地下降 的特征。
[0225] W上所述的車輪的特征，從位于本車輛的后方的行駛車輛的后輪的數據也可觀 。圖24是表示包含行駛車輛的后輪車輪的部位的多普勒_方位相關功率值的一例子的曲 線圖。圖25是與圖24對應的多普勒_歸一化方位相關值曲線圖。
[0226] 從圖25可知，例如，在歸一化方位相關值的闊值被設定為80%的情況下，用虛線 681包圍的反射物體的多普勒速度的擴展是22.4-17.15 = 5.25km/h。
[0227] 此外，后輪的情況下，由于車輪被隱藏一部分，所W反射截面積小于前輪，反射強 度也弱。為此，對應的多普勒分量的功率值小于前輪。但是，從圖24可知，反射功率為最大值 的多普勒分量（用圓圈（O )682包圍的點）與前輪相同，為19.25km/h，比功率值為最大值的 多普勒速度快。而且，歸一化方位相關值大于闊值(80% )的多普勒分量為19.6~22.4km/h， 其擴展為2.8km A。
[02%]而且，如圖24和圖25所示，歸一化方位相關值大于闊值(80%)、多普勒速度快的區 域(例如，用虛線包圍的區域683的右端的5點），直至20km/h~22.4km/h為止的多普勒速度 分量的功率值也與前輪相同地緩慢下降。
[0229] 目P，從圖20和圖21所示的不包含行駛車輛的車輪的部位的多普勒特征和圖22~圖 25所示的包含車輪的部位的多普勒特征可知，因車輪的旋轉產生的多普勒分量的特征，出 現在多普勒的擴展和方位相關功率值兩者上。
[0230] 運里，將有關行人的行人的多普勒_方位相關功率值的曲線圖和多普勒_歸一化方 位相關值，分別示于圖26和圖27。行人步行時，腳和手前后地移動，所W在多普勒速度分量 上產生擴展，擴展寬度根據步行速度而變動。
[0231 ]如圖27所示，例如，在將歸一化方位相關值的闊值與車輛相同地設定為80 %的情 況下，行人的多普勒速度分量擴展到-〇.3km/h~3.3km/h(區域691，其擴展寬度為3.3-(- 0.3) = 3.6km/h)。該擴展寬度寬于不包含行駛車輛的車輪的部位的多普勒擴展寬度，但窄 于包含車輪的部位的多普勒擴展寬度。運里，-〇.3km/h的分量，例如是手在雷達的相反方向 擺動時產生的多普勒速度分量。
[0232] 而且，如圖26所示，歸一化方位相關值大于闊值的區域，是用虛線包圍的行人的多 普勒分量區域692。在該區域692之中，方位相關功率值為最大值的多普勒速度分量(用圓圈 (0)693包圍的點。被估計為表示行人的身體的移動）之右的多普勒速度的擴展只有3.3- 2.7 = 0.6km/h。運也小于車輪的上述特征量。
[0233] 而且，如果觀察圖26的行人的多普勒分量區域692的右端的幾個(其數基于最大功 率值的多普勒速度和本車速度來確定）多普勒分量的功率的變動則可知，沒有隨著多普勒 速度增加，方位相關功率值緩慢地下降的特征。
[0234] 如W上，通過使用多普勒_方位相關功率值和多普勒_歸一化方位相關值，提取因 車輪的旋轉產生的多普勒特征，基于提取出的多普勒特征，能夠高精度地識別行駛車輛。
[0235] <方位相關功率值數據的收縮〉
[0236] 方位相關功率值數據是對范圍、方位、和多普勒頻率的每個組合記述了功率值的 數據。在范圍節距為20cm的情況下，要測量到20m為止，距離庫的數K超過100。在廣角雷達 (例如，±60°)中方位節距為1°的情況下，方位角的數為121。而且，在W25抓FT進行頻率分 析的情況下，多普勒頻率的數M為256。
[0237] 因此，方位相關功率值數據為100 X 121 X 256的3D(維)數據，假如就運樣進行行駛 車輛探測處理，則需要龐大的處理成本。
[0238] 因此，功率值數據收縮單元542將3D的方位相關功率數據收縮為至少包含多普勒 頻率的軸的2D的方位相關功率數據。
[0239] 例如，具體地說，功率值數據收縮單元542,例如使用W下的式（12)，計算方位-多 普勒頻率的2D的方位相關功率數據(2D功率分布)的值。
[0240]
( 12 )
[0241] 根據式（12)算出的值是，加上了每個方位角和每個多普勒頻率的、對無噪聲的方 位(反射信號的到來方向）的、全部距離庫的方位相關功率值所得的值。再有，無噪聲的方位 是，對規定的方位、范圍，在要關注的多普勒分量的歸一化方位相關值連續穩定下大于闊值 部分的數大于規定的數的方位。例如，即使歸一化方位相關值為0.8W上的多普勒速度存在 很多，左右鄰接的多普勒速度的歸一化方位相關值較大地下降的多普勒速度也作為噪聲處 理，不被加上。
[0242] 或者，功率值數據收縮單元542,例如使用W下的式（13)，也可W計算2D的方位相 關功率數據的值。即，根據式（13)算出的值是，對每個方位角和每個多普勒頻率的、無噪聲 的方位(反射信號的到來方向）的全部距離庫之中的、方位相關功率值為最大值的功率值。
[0243] Fs_〇ut(n，目 u)=max{F〇ut化，n，目 U) |k=l，. . .，K} ...(13)
[0244] 再有，K是表示能夠測量的最大距離的距離庫的號。
[0245] 此外，功率值數據收縮單元542,例如也可W生成范圍-多普勒頻率的2D的方位相 關功率數據。即，功率值數據收縮單元542也可W將對每個范圍和每個多普勒頻率的、無噪 聲的方位角的方位相關功率值的加法運算值或最大值，作為2D的范圍_多普勒熱圖中的方 位相關功率數據的值。
[0246] <雷達裝置的動作〉
[0247] 接著，說明雷達裝置200的動作。
[0248] 圖28是表示雷達裝置200的動作的一例子的流程圖。
[0249] 在步驟SllOO中，雷達發送單元400生成雷達信號，從發送天線423發送。
[0250] 在步驟S1200中，雷達接收單元500的各接收天線511接收回波信號。
[0251] 在步驟S1300中，各延遲分布生成單元512從對應的接收天線511接收到的回波信 號，生成延遲分布數據。
[0252] 在步驟S1400中，各多普勒頻率分析單元521判斷是否準備了新的相當1帖的延遲 分布數據。在還未準備新的相當1帖的數據的情況下(S1400:"否"），各多普勒頻率分析單元 521將處理進至步驟S1500。此外，在準備了新的相當1帖的數據的情況下（S1400:"是"），各 多普勒頻率分析單元521將處理進至后述的步驟S1600。
[0253] 在步驟S1500中，雷達發送單元400判斷通過用戶操作等是否指示了結束行駛車輛 探測的處理。在沒有指示結束處理的情況下（S1500:"否"），雷達發送單元400將處理返回到 步驟S1100。再有，例如，對上述的每個循環執行步驟SllOO~S1500的處理。
[0254] 在步驟S1600中，各多普勒頻率分析單元521從準備好的新的相當1帖的延遲分布 數據，生成多普勒頻率數據。
[0255] 在步驟S1700中，方位相關功率值計算單元531從生成的多普勒頻率數據，生成方 位相關功率值數據。此外，歸一化方位相關值計算單元532從生成的多普勒頻率數據，生成 歸一化方位相關值數據。
[0256] 在步驟S1800中，功率值數據收縮單元542將生成的3D的方位相關功率值數據收縮 為2D的方位相關值功率數據。例如，作成用圖7中說明的、方位_多普勒功率圖。
[0257] 在步驟S1900中，移動物體檢測單元543基于收縮后的方位相關值功率數據，進行 物體的探測。例如，如圖7所示，在方位_多普勒功率圖中，檢測到與表示靜止物體的帶狀區 域602分開的=個方位相關功率值數據6031~6033對應的第1移動物體~第3移動物體。
[0258] 在步驟S2000中，從檢測到的移動物體候選的位置范圍，車輪位置估計單元544和 行駛車輛識別單元545基于方位相關功率值數據和歸一化方位相關值，從上述車輪的波形 的特征，進行是否為車輪的判定處理。車輪位置判定處理是判定車輪位置并探測行駛車輛 的處理，有關細節將后述。
[0259] 在步驟S2200中，車型識別單元546基于車型特征信息，判定探測到的行駛車輛的 車型，將處理返回到步驟S1500。
[0260] 然后，在被指示了結束處理的情況下（S1500:"是"），雷達發送單元400結束一系列 的處理。再有，對每個得到的相當1帖的與行駛車輛有關檢測結果，或在規定的周期，結果輸 出單元550輸出運樣的檢測結果。
[0261] 圖29是表示車輪位置判定處理（圖28的步驟S2000)的一例子的流程圖。在該圖中， 例示從該行駛車輛的前方觀測位于本車輛的后方的行駛車輛的情況的動作。
[0262] 在步驟S2010中，車輪位置估計單元544基于局部特征信息，估計車輪位置候選。然 后，車輪位置估計單元544將估計出的車輪位置的位置信息輸出到車輛識別單元545。
[0263] 具體地說，車輪位置估計單元544根據在上述"每個物體的方位相關功率值數據和 歸一化方位相關值數據的特征"中說明的方法，估計車輪候選位置。即，車輪位置估計單元 544基于行駛車輛的前輪、后輪、W及車身的特征，對從移動物體檢測單元543輸入的移動物 體候選的位置區域的每個距離庫和方位角，估計該部分是否是車輪。而且，如果是車輪，貝U 車輪位置估計單元544對該車輪是前輪和后輪的哪一個進行估計。
[0264] 在步驟S2020中，車輛識別單元545對輸入的位置信息表示的多個車輪候選，進行 分組。
[0265] 然后，在步驟S2030中，車輛識別單元545選擇一個前輪位置候選。再有，W下說明 的步驟S2040~S2100的處理將選擇中的前輪位置候選作為對象來進行。
[0266] 在步驟S2040中，對選擇出的前輪位置候選，對另一個前輪可能存在的位置范圍 (左、右兩方），車輛識別單元545判定其他的前輪位置候選是否存在(捜索前輪）。即，在車輛 的前輪存在一對運樣的前提中，判定另一個前輪是否存在。
[0267] 在另一個前輪(前輪位置候選)存在的情況下（S2040:"是"），車輛識別單元545將 處理向前移動到步驟S2050。此外，在另一個前輪不存在的情況下（S2040:"否"），車輛識別 單元545將處理向前移動到后述的步驟S2090。
[0268] 在步驟S2050中，車輛識別單元545記錄兩個前輪的位置。
[0269] 在步驟S2060中，例如，車輛識別單元545通過確定與兩個距離庫的平均和兩個方 位角的平均值對應的位置，獲取兩個前輪的中央位置。然后，車輛識別單元545根據在上述 的"每個物體的方位相關功率值數據和歸一化方位相關值數據的特征"中說明的方法，判斷 該中央位置是否是車身部分。即，車輛識別單元545判定中央位置的多普勒_方位相關功率 值數據和多普勒_歸一化方位相關值數據是否表示車身的特征。
[0270] 在兩個前輪的中央位置是車身的情況下（S2060:"是"），車輛識別單元545將處理 向前移動到步驟S2070。此外，在兩個前輪的中央位置不是車身的情況下（S2060:"否"），車 輛識別單元545將處理向前移動到后述的步驟S2090。
[0271 ]在步驟S2070中，車輛識別單元545基于記錄到的兩個前輪位置，對兩個后輪可能 存在的位置范圍，判定后輪的車輪位置候選是否存在(捜索后輪）。即，在后方的行駛車輛的 前輪的后面存在兩個后輪運樣的前提中，車輛識別單元545判定兩個后輪是否存在。
[0272] 在兩個后輪存在的情況下（S2070:"是"），車輛識別單元545將處理向前移動到步 驟S2080。此外，在兩個后輪不存在的情況下（S2070:"否"），車輛識別單元545將處理向前移 動到后述的步驟S2090。
[0273] 在步驟S2080中，車輛識別單元545判定(識別)車輛存在，將步驟S2070中判定的兩 個后輪的位置與步驟S2050中記錄的兩個前輪的位置一起，設為車輛的車輪位置信息。
[0274] 另一方面，在步驟S2090中，車輛識別單元545判斷為選擇中的車輪候選位置不是 行駛車輛的車輪位置。
[0275] 然后，在步驟S2100中，車輛識別單元545判斷是否存在仍未進行是否是車輪位置 的判定處理的前輪位置候選。在存在未處理的前輪位置候選的情況下（S2100:"是"），車輛 識別單元545將處理返回到步驟S2030,選擇一個未處理的前輪位置候選。此外，在不存在未 處理的車輪位置候選的情況下（S2100:"否"），車輛識別單元545將處理向前移動到圖28的 步驟S2200。
[0276] 再有，在將處理向前移動到圖28的步驟S2200時，車輛識別單元545將作為車輛的 車輪位置信息與是車輛的識別結果一起輸出到車型識別單元546。
[0277] 通過運樣的動作，雷達裝置200能夠連續地進行將行駛車輛與行駛車輛W外的物 體區別探測的處理。
[027引 < 本實施方式的效果〉
[0279] 如W上說明，本實施方式的雷達裝置200基于方位相關功率值數據和歸一化方位 相關值數據，判定反射了雷達信號的物體是否為行駛車輛。換句話說，雷達裝置200通過將 與反射信號功率不同的指標作為參考來分析反射信號功率，在W往漏看的行駛車輛的車輪 部分中提取特有的特征。由此，雷達裝置200能夠高精度地檢測行駛車輛。
[0280] 此外，雷達裝置200通過使用發送陣列天線更精密地進行波束掃描，能夠獲取波束 掃描的每個方位的延遲分布，能夠從獲取的延遲分布在波束掃描的范圍內進行到來方向估 計。而且，在粗(Coarse)到細(fine)處理中，能夠W較少的成本，僅獲取識別上必要的方位 相關功率值數據和歸一化方位相關值數據。由此，雷達裝置200能夠高效率地進行高分辨率 掃描的目標識別。再有，將使用發送陣列天線，控制發送信號的方向，進行粗略的方位估計 的情況稱為粗處理，將在波束掃描范圍內進行方位估計的情況稱為細處理。
[0281] 此外，雷達裝置200基于方位相關功率值數據的波形，檢測行駛車輛的車輪位置。 由此，在雷達裝置200自身的移動速度不明時，雷達裝置200也能夠檢測行駛車輛。
[0%2] <本實施方式的變形例〉
[0283] 再有，基于方位相關功率值數據的波形，判斷是否對應車輪部分的方法，不限定于 上述的例子。
[0284] 此外，在W上的說明中，雷達裝置200生成方位和距離的每個組合的延遲分布，即 進行2D(Dimens ion;維)掃描，忽略高度方向（垂直方向）的分量進行行駛車輛檢測和車型識 另Ij，但不限定于此。
[0285] 目P，雷達裝置200使用二維地配置的陣列天線（例如，4X4的矩陣狀地配置的16個 的陣列天線），進行3D(Dimension)掃描，也可W考慮高度方向的分量進行行駛車輛檢測和 車型識別。
[0286] 運種情況下，雷達裝置200的判斷是否為車輪位置的單位(單元），例如，成為由范 圍化）、方位角（0)和高度化）的組合定義的區域。雷達裝置200能夠檢測行駛車輛的車輪位 置的垂直方向的位置和垂直方向的長度，能夠基于它們的信息進行車型識別。即，雷達裝置 200可進行更高精度的行駛車輛檢測和車型識別。但是，2D掃描的情況的方式，能夠減輕處 理負荷。
[0287] 此外，特別是在3D掃描的情況下，可能存在不包含來自車身部分的回波信號的分 量，僅包含來自車輪部分的回波信號的分量的單元。即，在對車輪位置的單元的方位相關功 率值數據中，有時不出現圖1中說明的峰值。
[0288] 因此，雷達裝置200也可W無論有無峰值，都基于在高相關值頻帶中，方位相關功 率值的多普勒頻率軸上的波形是否存在沿多普勒頻率軸緩慢并且平滑地變化的部分，判定 車輪位置。再有，雷達裝置200可使用運樣的部分的方位相關功率值的值(例如平均值)比高 相關值頻帶W外的頻帶的值(例如平均值)高的條件，也可W不使用。
[0289] 此外，在W上的說明中，雷達裝置200進行了首先判定車輪位置，基于被定是車輪 的位置的部分的回波信號分量來判定車型的兩級的處理，但不限定于此。
[0290] 目P，雷達裝置200也可W基于存在規定的車型的車輪部分的方位的、表示位置和回 波信號分量的至少一個特征即局部特征的信息，僅將被估計為規定的車型的車輪部分的部 分作為車輪位置候選。
[0291] 此外，在W上的說明中，雷達裝置200首先檢測移動物體位置，將檢測到的移動物 體位置區域作為對象進行了車輪位置的估計，但不限定于此。
[0292] 目P，雷達裝置200也可W不進行移動物體位置檢測，無論是否存在移動物體，對各 方位，基于歸一化方位相關值數據和方位相關功率值數據進行車輪位置的檢測。
[0293] 此外，雷達裝置200也可W不一定進行車型識別。運種情況下，結果輸出單元550僅 將與有無行駛車輛、行駛車輛的位置、或行駛車輛的速度有關的信息作為檢測結果輸出。
[0294] 此外，雷達裝置200不必一定進行方位相關功率值數據的收縮，也可W基于未收縮 的方位相關功率值數據進行物體探測。
[02M]此外，雷達裝置200在行駛車輛檢測上使用的各種闊值不限定于上述的例子。此 夕h雷達裝置200也可W獲取與天氣和本車輛的速度等檢測條件有關的外界信息，參照將外 界信息和應設定的闊值相對應的表等，根據獲取的信息變更闊值。
[0296] 此外，方位相關功率值和歸一化方位相關值不限定于上述內容。例如，在不需要檢 測直到行駛車輛為止的距離和行駛車輛的方向的其中一個的情況下，方位相關功率值只要 是對多普勒頻率、和距離及方向之中必要的每個組合，表示回波信號的強度的信息即可。此 夕h歸一化方位相關值也只要是對上述每個組合，表示回波信號的到來方向的概率的信息 即可。
[0297] 此外，雷達裝置200的結構的一部分也可W配置在網絡上的服務器等中等，與雷達 裝置200的結構的其他部分隔開。運種情況下，運些各部分需要包括用于彼此進行通信的通 信單元。
[0298] 此外，本發明的具體的方案不限定于上述實施方式中記載的內容。只要是本領域 技術人員，在權利要求書所記載的范疇內，顯然可設想各種變更例或修正例，并認可它們當 然屬于本發明的技術范圍。
[0299] <本發明的小結〉
[0300] 本發明的雷達裝置包括：多普勒頻率獲取單元，從接收雷達信號的回波信號的天 線的接收信號，對每個范圍，獲取多普勒頻率;方位相關功率值計算單元，從所述接收信號， 對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所述回波信號的強度的 方位相關功率值;歸一化方位相關值計算單元，從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒 頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所述回波信號的到來方向的概率的歸一化方位相 關值；W及行駛車輛檢測單元，基于所述方位相關功率值和所述歸一化方位相關值，判定反 射了所述雷達信號的物體是否為行駛車輛。
[0301] 再有，上述雷達裝置中，也可W是所述行駛車輛檢測單元基于多普勒頻率軸之中 的、所述歸一化方位相關值為規定的相關值闊值W上的高相關值頻帶中的所述方位相關功 率值的分布，判定所述物體是否為所述行駛車輛。
[0302] 此外，上述雷達裝置中，也可W是所述行駛車輛檢測單元判斷是否滿足在所述高 相關值頻帶中，所述方位相關功率值的多普勒頻率軸上的波形具有沿多普勒頻率軸緩慢并 且平滑地變化的部分的條件，將滿足所述條件的所述方位判定為所述行駛車輛的車輪部分 存在的方位。
[0303] 此外，上述雷達裝置中，也可W是所述行駛車輛檢測單元判斷是否滿足在所述高 相關值頻帶中，所述方位相關功率值的多普勒頻率軸上的波形具有峰值部分和在從該峰值 部分朝向所述高相關值頻帶W外的部分的方向上沿多普勒頻率軸緩慢并且平滑地變化的 部分的條件，在滿足所述條件的所述方位上，判定為存在所述行駛車輛的車輪部分。
[0304] 此外，也可W是上述雷達裝置還包括:信息存儲單元，存儲通過預先學習生成的、 表示存在所述車輪部分的所述方位的位置和回波信號分量的至少一個特征的局部特征信 息；W及車輪位置估計單元，基于所述局部特征信息，估計存在所述車輪部分的所述方位， 所述行駛車輛檢測單元對被估計為存在所述車輪部分的所述方位，進行是否滿足所述條件 的判斷。
[0305] 此外，上述雷達裝置中，也可W是所述行駛車輛包括行駛中的規定的車型的汽車， 所述行駛車輛檢測單元基于被判定為存在所述車輪部分的所述方位的、位置和回波信號分 量的至少一個，判定所述物體是否為所述規定的車型的汽車。
[0306] 此外，也可W是上述雷達裝置還包括:信息存儲單元，存儲通過預先學習生成的、 表示存在所述規定的車型的汽車的車輪部分的所述方位的、位置和回波信號分量的至少一 個特征的車型特征信息，所述行駛車輛檢測單元基于所述局部特征信息，判定滿足所述條 件的所述方位是否為所述規定的車型的汽車的車輪部分。
[0307] 此外，在上述雷達裝置中，也可W是所述多普勒頻率獲取單元對所述多個天線的 各個天線，從所述接收信號獲取多普勒頻率，所述方位相關功率值計算單元將從所述方位 到來了所述回波信號時的、表示所述多個接收天線的復數響應的方向矢量和表示所述多個 接收信號的分量的相關矢量的內積的平方，作為所述方位相關功率值來計算，所述歸一化 方位相關值計算單元將所述內積W所述相關矢量的2范數值歸一化后所得的值，作為所述 歸一化方位相關值來計算。
[0308] 本發明的行駛車輛探測方法，包括W下步驟:從接收雷達信號的回波信號的天線 的接收信號，對每個范圍，獲取多普勒頻率的步驟;從所述接收信號，對所述范圍和所述多 普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所述回波信號的強度的方位相關功率值的步 驟;從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所 述回波信號的到來方向的概率的歸一化方位相關值的步驟；W及基于所述方位相關功率值 和所述歸一化方位相關值，判定反射了所述雷達信號的物體是否為行駛車輛的步驟。
[0309] 工業實用性
[0310] 本發明作為能夠高精度地探測行駛車輛的雷達裝置和行駛車輛探測方法是有用 的，特別適合于作為提高交通環境中的安全系統的性能的雷達裝置和行駛車輛探測方法。 [031 U 標號說明
[0312] 200雷達裝置
[0313] 300基準信號生成單元
[0314] 400雷達發送單元
[0315] 410發送信號生成單元
[0316] 411碼生成單元
[0317] 412調制單元
[031 引 413 LPF單元
[0319] 414 D/A轉換單元
[0320] 420 RF發送單元
[0321] 421變頻單元
[0322] 422放大器
[0323] 423發送天線
[0324] 500雷達接收單元
[03巧]510接收處理單元 [03%] 511接收天線
[0327] 512延遲分布生成單元
[03%] 520多普勒頻率獲取單元
[0329] 521多普勒頻率分析單元
[0330] 530到來方向估計單元
[0331] 531方位相關功率值計算單元
[0332] 532歸一化方位相關值計算單元
[0333] 540行駛車輛檢測單元
[0334] 541信息存儲單元
[0335] 542功率值數據收縮單元
[0336] 543移動物體檢測單元
[0337] 544車輪位置估計單元
[0338] 545車輛識別單元
[0339] 546車型識別單元
[0340] 550結果輸出單元
【主權項】
1. 雷達裝置，包括： 多普勒頻率獲取單元，從接收雷達信號的回波信號的天線的接收信號，對每個范圍，獲 取多普勒頻率； 方位相關功率值計算單元，從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組 合，對每個方位，計算表示所述回波信號的強度的方位相關功率值； 歸一化方位相關值計算單元，從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個 組合，對每個方位，計算表示所述回波信號的到來方向的概率的歸一化方位相關值;以及 行駛車輛檢測單元，基于所述方位相關功率值和所述歸一化方位相關值，判定反射了 所述雷達信號的物體是否為行駛車輛。2. 如權利要求1所述的雷達裝置， 所述行駛車輛檢測單元基于多普勒頻率軸之中的、所述歸一化方位相關值為規定的相 關值閾值以上的高相關值頻帶中的所述方位相關功率值的分布，判定所述物體是否為所述 行駛車輛。3. 如權利要求2所述的雷達裝置， 所述行駛車輛檢測單元 判斷是否滿足在所述高相關值頻帶中，所述方位相關功率值的多普勒頻率軸上的波形 具有沿多普勒頻率軸緩慢并且平滑地變化的部分的條件，將滿足所述條件的所述方位判定 為所述行駛車輛的車輪部分存在的方位。4. 如權利要求2所述的雷達裝置， 所述行駛車輛檢測單元 判斷是否滿足在所述高相關值頻帶中，所述方位相關功率值的多普勒頻率軸上的波形 具有峰值部分和在從該峰值部分朝向所述高相關值頻帶以外的部分的方向上沿多普勒頻 率軸緩慢并且平滑地變化的部分的條件，在滿足所述條件的所述方位上，判定為存在所述 行駛車輛的車輪部分。5. 如權利要求3所述的雷達裝置，還包括： 信息存儲單元，存儲通過預先學習生成的、表示存在所述車輪部分的所述方位的位置 和回波信號分量的至少一個特征的局部特征信息；以及 車輪位置估計單元，基于所述局部特征信息，估計存在所述車輪部分的所述方位， 所述行駛車輛檢測單元對被估計為存在所述車輪部分的所述方位，進行是否滿足所述 條件的判斷。6. 如權利要求3所述的雷達裝置， 所述行駛車輛包括行駛中的規定的車型的汽車， 所述行駛車輛檢測單元基于被判定為存在所述車輪部分的所述方位的、位置和回波信 號分量的至少一個，判定所述物體是否為所述規定的車型的汽車。7. 如權利要求5所述的雷達裝置，還包括： 信息存儲單元，存儲通過預先學習生成的、表示存在所述規定的車型的汽車的車輪部 分的所述方位的、位置和回波信號分量的至少一個特征的車型特征信息， 所述行駛車輛檢測單元基于所述局部特征信息，判定滿足所述條件的所述方位是否為 所述規定的車型的汽車的車輪部分。8. 如權利要求3所述的雷達裝置， 所述多普勒頻率獲取單元對所述多個天線的各個天線，從所述接收信號獲取多普勒頻 率， 所述方位相關功率值計算單元將從所述方位到來了所述回波信號時的、表示所述多個 接收天線的復數響應的方向矢量和表示所述多個接收信號的分量的相關矢量的內積的平 方，作為所述方位相關功率值來計算， 所述歸一化方位相關值計算單元將所述內積以所述相關矢量的2范數值歸一化后所得 的值，作為所述歸一化方位相關值來計算。9. 行駛車輛探測方法，包括以下步驟： 從接收雷達信號的回波信號的天線的接收信號，對每個范圍，獲取多普勒頻率的步驟； 從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所 述回波信號的強度的方位相關功率值的步驟； 從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所 述回波信號的到來方向的概率的歸一化方位相關值的步驟;以及 基于所述方位相關功率值和所述歸一化方位相關值，判定反射了所述雷達信號的物體 是否為行駛車輛的步驟。10. 到來方向估計裝置，包括： 多普勒頻率獲取單元，從接收雷達信號的回波信號的天線的接收信號，對每個范圍，獲 取多普勒頻率； 方位相關功率值計算單元，從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組 合，對每個方位，計算表示所述回波信號的強度的方位相關功率值； 歸一化方位相關值計算單元，從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個 組合，對每個方位，計算表示所述回波信號的到來方向的概率的歸一化方位相關值;以及 輸出單元，將所述方位相關功率值和所述歸一化方位相關值輸出到判定反射了所述雷 達信號的物體是否為行駛車輛的行駛車輛檢測單元。11. 到來方向估計方法，包括以下步驟： 從接收雷達信號的回波信號的天線的接收信號，對每個范圍，獲取多普勒頻率的步驟； 從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所 述回波信號的強度的方位相關功率值的步驟； 從所述接收信號，對所述范圍和所述多普勒頻率的每個組合，對每個方位，計算表示所 述回波信號的到來方向的概率的歸一化方位相關值的步驟;以及 將所述方位相關功率值和所述歸一化方位相關值輸出到判定反射了所述雷達信號的 物體是否為行駛車輛的行駛車輛檢測裝置的步驟。
【文檔編號】G01S13/524GK106019269SQ201610087174
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年2月16日
【發明人】曹蕓蕓, 西村洋文, 岸上高明
【申請人】松下電器產業株式會社