專利名稱：雷達(dá)系統(tǒng)和方向檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)目標(biāo)的雷達(dá)系統(tǒng)以及一種目標(biāo)方向檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
作為檢測(cè)目標(biāo)的雷達(dá)系統(tǒng)的FM-CW式或相位單脈沖式雷達(dá)系統(tǒng)是已知的。第2000-147102號(hào)日本專利申請(qǐng)公布(JP-A-2000-147102)描述了一種FM-CW式雷達(dá)系統(tǒng)。另夕卜，JP-A-2000-147102描述了，判定譜峰值的鄰域和是否小于或等于閾值，并且判定移動(dòng)物體預(yù)測(cè)標(biāo)記是否被設(shè)定，并且當(dāng)鄰域和小于或等于閾值并且移動(dòng)物體預(yù)測(cè)標(biāo)記未被設(shè)定時(shí)，判定出譜峰值為靜止物體的譜峰值。另外，第2004-340755號(hào)日本專利申請(qǐng)公布(JP-A-2004-340755)描述了一種相位單脈沖式雷達(dá)系統(tǒng)。在JP-A-2004-340755中，發(fā)送由頻率上升部、頻率下降部和頻率恒定 部形成的雷達(dá)波，雷達(dá)波的反射波由兩個(gè)天線接收，并且對(duì)于接收信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)，對(duì)于頻率上升部、頻率下降部和頻率恒定部中的每個(gè)，生成表示發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)之間的頻率差的差拍信號(hào)。然后，基于頻率上升部差拍信號(hào)的各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差以及頻率下降部差拍信號(hào)的各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差，當(dāng)成對(duì)的頻率上升部差拍信號(hào)的峰值頻率和頻率下降部差拍信號(hào)的峰值頻率不能相互匹配時(shí)，會(huì)假設(shè)峰值頻率是通過(guò)多個(gè)物體彼此重疊而得到的，然后，根據(jù)頻率恒定部差拍信號(hào)的各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差來(lái)計(jì)算物體的相位。公知相位單脈沖系統(tǒng)是對(duì)目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng)的方向進(jìn)行測(cè)量的系統(tǒng)中的一種。圖I示出了相位單脈沖式系統(tǒng)的原理圖。在相位單脈沖式系統(tǒng)中，例如，布置有兩個(gè)天線Al和A2，并且基于分別由天線Al和A2接收到的信號(hào)的相差Λ φ來(lái)獲得入射無(wú)線電波的方向。相差由數(shù)學(xué)表達(dá)式(I)表示，其中入射角為Θ，天線之間的距離為d，并且載波(反射波)的波長(zhǎng)為入。Λ φ=2 · (d · sin θ/λ )(I)在計(jì)算相差時(shí)，首先，從天線輸出用三角波調(diào)制的發(fā)送波，然后將由目標(biāo)反射且由天線接收到的接收波的部分與發(fā)送波的部分混合，從而獲取差拍信號(hào)的頻率。然后，將差拍信號(hào)經(jīng)過(guò)傅里葉變換以獲得頻譜數(shù)據(jù)，然后，根據(jù)頻譜數(shù)據(jù)檢測(cè)各個(gè)頻譜的峰值頻率。頻譜數(shù)據(jù)被表示為復(fù)平面上的復(fù)向量。檢測(cè)到的頻譜的每個(gè)峰值頻率為與距目標(biāo)的距離和相對(duì)于目標(biāo)的相對(duì)速率相對(duì)應(yīng)的頻率。然后，當(dāng)確認(rèn)出頻譜的峰值頻率時(shí)，計(jì)算在各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)的相位。此處，因?yàn)轭l譜數(shù)據(jù)可表示為復(fù)平面上的復(fù)向量，因此每個(gè)差拍信號(hào)的相位可以例如根據(jù)復(fù)平面上的復(fù)向量和實(shí)軸之間形成的角度計(jì)算出。然后，獲得各個(gè)差拍信號(hào)之間的相位的差以計(jì)算相差，然后可根據(jù)計(jì)算出的相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向。此處，在上述相位單脈沖式系統(tǒng)中，在存在多個(gè)目標(biāo)的情況下，如果對(duì)應(yīng)于各個(gè)目標(biāo)的頻譜的峰值頻率彼此一致，則可能不能精確地計(jì)算出各個(gè)目標(biāo)的方向。圖2示出了目標(biāo)和雷達(dá)系統(tǒng)之間的位置關(guān)系的示例。更具體地，圖2示出了如下情形對(duì)向車輛(移動(dòng)目標(biāo))正在裝有雷達(dá)系統(tǒng)的車輛(本車)前方行駛，并且各自具有多個(gè)支柱的護(hù)軌(靜止目標(biāo))安裝在對(duì)向車輛的一側(cè)。此處，圖3A是由圖2所示的雷達(dá)系統(tǒng)獲取的頻譜數(shù)據(jù)的示例。圖3B示出了將圖3A的頻譜數(shù)據(jù)表示為復(fù)向量的曲線圖。在圖3A中,橫坐標(biāo)軸表示頻率,縱坐標(biāo)軸表示反射水平。圖3A中的實(shí)線表示來(lái)自靜止目標(biāo)即護(hù)軌的反射水平。圖3A中的四個(gè)峰值對(duì)應(yīng)于來(lái)自護(hù)軌的支柱的反射波。圖3A中的虛線表示來(lái)自移動(dòng)目標(biāo)即對(duì)向車輛的反射水平。在圖3A的示例中，移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率與靜止目標(biāo)的峰值頻率重疊，并且反射水平的峰值彼此一致。如果頻譜的峰值頻率以這種方式彼此重疊，則在雷達(dá)系統(tǒng)中相位進(jìn)行了組合并且不會(huì)彼此分離。換言之，頻譜數(shù)據(jù)最初包括與護(hù)軌的支柱對(duì)應(yīng)的復(fù)向量以及與對(duì)向車輛對(duì)應(yīng)的復(fù)向量；然而，實(shí)際上，僅能獲取兩個(gè)復(fù)向量的合成向量。注意的是，圖3B示出了復(fù)平面，X軸為實(shí)軸，Y軸為虛軸。圖3B示出了實(shí)際獲取的合成向量并且還示出與來(lái)自靜止目標(biāo)的反射波對(duì)應(yīng)的復(fù)向量和與來(lái)自移動(dòng)目標(biāo)的反射波對(duì)應(yīng)的復(fù)向量。通過(guò)這種方式，如果與各個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的頻譜的峰值頻率彼此一致，則不能精確地計(jì)算出各個(gè)目標(biāo)的方向。另外，這會(huì)導(dǎo)致碰撞前安全系統(tǒng)(PCS)的誤動(dòng)作或者不能檢測(cè)到目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種雷達(dá)系統(tǒng)和一種目標(biāo)方向計(jì)算方法，即使當(dāng)與不同目標(biāo)對(duì)應(yīng)的頻譜彼此重疊時(shí)，所述雷達(dá)系統(tǒng)和所述目標(biāo)方向計(jì)算方法也能夠精確地計(jì)算出不同目標(biāo)的方向。根據(jù)本發(fā)明的方案，將各個(gè)目標(biāo)的相差預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中，并且當(dāng)假設(shè)與來(lái)自不同目標(biāo)的反射波對(duì)應(yīng)的頻譜的峰值頻率彼此重疊時(shí)，根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中的靜止目標(biāo)的相差的歷史來(lái)計(jì)算在頻譜的峰值頻率彼此重疊時(shí)靜止目標(biāo)的相差以作為預(yù)測(cè)相差，然后，利用計(jì)算出的靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的方向。本發(fā)明的第一個(gè)方案涉及一種雷達(dá)系統(tǒng)。所述雷達(dá)系統(tǒng)包括發(fā)送天線；至少兩個(gè)接收天線；發(fā)送單元，其發(fā)送調(diào)頻發(fā)送信號(hào)以作為經(jīng)由所述發(fā)送天線發(fā)送的發(fā)送波；接收單元，其接收所述發(fā)送波由包括靜止目標(biāo)和移動(dòng)目標(biāo)的目標(biāo)反射且經(jīng)由所述至少兩個(gè)接收天線接收到的反射波以作為各個(gè)所述接收天線的接收信號(hào)；方向計(jì)算單元，其計(jì)算在各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差以基于計(jì)算出的所述相差來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)的方向，其中所述差拍信號(hào)根據(jù)所述發(fā)送信號(hào)和各個(gè)所述接收天線的所述接收信號(hào)生成；存儲(chǔ)單元，其將由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中；預(yù)測(cè)單元，其基于預(yù)測(cè)信息來(lái)預(yù)測(cè)多個(gè)所述目標(biāo)的峰值頻率是否彼此重疊，所述預(yù)測(cè)信息包括由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的與所述目標(biāo)的所述方向有關(guān)的方向信息并且預(yù)測(cè)所述差拍信號(hào)中的每一個(gè)的所述峰值頻率的變化；以及預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元，其基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)區(qū)域中的所述相差來(lái)計(jì)算當(dāng)所述峰值頻率彼此重疊時(shí)所述靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，并且基于由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差和所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，其中，當(dāng)所述預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)出所述峰值頻率彼此重疊時(shí)，所述方向計(jì)算單元基于由所述預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元計(jì)算出的所述移動(dòng)目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的方向。根據(jù)本發(fā)明的方案的雷達(dá)系統(tǒng)的特征之一是將由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差尤其是所述靜止目標(biāo)的相差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中。不是存儲(chǔ)基于相差計(jì)算出的方向或相對(duì)速率，而是存儲(chǔ)靜止目標(biāo)本身的相差。通過(guò)這樣做，可以基于所存儲(chǔ)的靜止目標(biāo)的相差來(lái)計(jì)算靜止目標(biāo)的相差(預(yù)測(cè)相差)的預(yù)測(cè)值。當(dāng)預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)出多個(gè)目標(biāo)的峰值頻譜彼此重疊時(shí)，基于計(jì)算出的靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向。通過(guò)這樣做，即使多個(gè)目標(biāo)的峰值頻率彼此重疊，也可以精確地計(jì)算出目標(biāo)的方向。結(jié)果，可以避免碰撞前安全系統(tǒng)(PCS)的誤動(dòng)作或者未檢測(cè)到目標(biāo)。關(guān)于峰值頻率是否彼此重疊的預(yù)測(cè)是基于預(yù)測(cè)信息進(jìn)行的。預(yù)測(cè)信息至少包括由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的與所述目標(biāo)的方向有關(guān)的方向信息。例如，除了方向信息之外，預(yù)測(cè)信息包括與雷達(dá)系統(tǒng)和目標(biāo)之間的相對(duì)速率有關(guān)的相對(duì)速率信息、與接收天線的間 隔有關(guān)的信息等等。當(dāng)預(yù)測(cè)信息被預(yù)先存儲(chǔ)時(shí)，可以預(yù)測(cè)多個(gè)目標(biāo)的峰值頻率是否彼此重疊。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方案的雷達(dá)系統(tǒng)裝備于車輛時(shí)，雷達(dá)系統(tǒng)能夠計(jì)算出諸如另一行駛車輛的移動(dòng)式單元(移動(dòng)目標(biāo))或者諸如標(biāo)志和護(hù)軌的靜止物體(靜止目標(biāo))的方向。根據(jù)本發(fā)明的方案的目標(biāo)包括移動(dòng)目標(biāo)和靜止目標(biāo)。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中的相差可以包括移動(dòng)目標(biāo)的相差和靜止目標(biāo)的相差這兩者。然而，根據(jù)本發(fā)明的方案，因?yàn)橐苿?dòng)目標(biāo)的方向最終是基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中的與靜止目標(biāo)有關(guān)的信息計(jì)算出的，因此至少要將靜止目標(biāo)的相差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中。在上述配置中，所述預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元可以基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)區(qū)域中的所述相差來(lái)計(jì)算當(dāng)所述峰值頻率彼此重疊時(shí)所述靜止目標(biāo)的相差以作為所述靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，并且可以根據(jù)由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差和所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差之間的差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的相差以作為所述移動(dòng)目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差。注意的是，當(dāng)預(yù)測(cè)出峰值頻率彼此重疊時(shí)，使用基于所述靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差計(jì)算出的靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。峰值頻率彼此重疊的模式包括如下情況不同目標(biāo)的峰值頻率處的反射水平的峰值(下文簡(jiǎn)稱為峰值)彼此完全一致的情況，一個(gè)峰值頻率處的峰值比另一個(gè)峰值頻率處的峰值高的情況，以及一個(gè)峰值頻率處的峰值比另一個(gè)峰值頻率處的峰值低的情況。例如，當(dāng)與移動(dòng)目標(biāo)相關(guān)的峰值頻率處的峰值比與靜止目標(biāo)相關(guān)的峰值頻率處的峰值高時(shí)，可以抽取與移動(dòng)目標(biāo)相關(guān)的峰值頻率?？梢猿槿∨c移動(dòng)目標(biāo)相關(guān)的峰值頻率；然而，根據(jù)抽取的峰值頻率計(jì)算出的相差包括移動(dòng)目標(biāo)的相差和靜止目標(biāo)的相差。也就是說(shuō)，根據(jù)抽取的峰值頻率計(jì)算出的相差僅為移動(dòng)目標(biāo)的相差和靜止目標(biāo)的相差的組合相差。因此，期望的是，不僅當(dāng)峰值頻率彼此完全一致時(shí)，而且當(dāng)一個(gè)峰值頻率處的峰值比另一個(gè)峰值頻率處的峰值高或低時(shí)，均可以使用根據(jù)本發(fā)明的方案的雷達(dá)系統(tǒng)。因此，可以更加精確地計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的方向。在上述配置中，雷達(dá)系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括判定單元，所述判定單元判定由所述預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元計(jì)算出的所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差和由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差之間的差是否落在預(yù)定范圍內(nèi)，其中，當(dāng)所述判定單元判定出所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差和由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差之間的所述差未落在所述預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元可以基于由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差和所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差。當(dāng)存在落在預(yù)定范圍外的差時(shí)，由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的相差包括移動(dòng)目標(biāo)的相差和靜止目標(biāo)的相差，因此在這種情況下預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。換言之，當(dāng)不存在差時(shí)或者當(dāng)存在極微小的差時(shí)，相差可能僅包括靜止目標(biāo)的相差。然后，在本發(fā)明的方案中，判定是否基于所述差來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)相差。注意的是，預(yù)定范圍可基于接收天線的間隔、計(jì)算方向的精度、反射波的檢測(cè)范圍等來(lái)設(shè)定。注意的是，在本發(fā)明的方案中，因?yàn)轭A(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)多個(gè)目標(biāo)的峰值頻率是否彼此重疊，所以所述判定單元具有判定是否通過(guò)預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元執(zhí)行處理以及檢查由預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)的結(jié)果的功能。本發(fā)明的第二方案涉及一種目標(biāo)方向計(jì)算方法。所述方向計(jì)算方法包括發(fā)送調(diào)頻發(fā)送信號(hào)以作為經(jīng)由發(fā)送天線發(fā)送的發(fā)送波；接收所述發(fā)送波由包括靜止目標(biāo)和移動(dòng)目標(biāo)的目標(biāo)反射且經(jīng)由至少兩個(gè)接收天線接收到的反射波以作為各個(gè)所述接收天線的接收信號(hào)；計(jì)算在各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差以基于計(jì)算出的所述相差來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)的方向，其中所述差拍信號(hào)根據(jù)所述發(fā)送信號(hào)和各個(gè)所述接收天線的所述接收信號(hào)而生成；將計(jì)算出的所述相差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中；基于預(yù)測(cè)信息來(lái)預(yù)測(cè)多個(gè)所述目標(biāo)的峰值頻率是否彼此重疊，所述預(yù)測(cè)信息包括與計(jì)算出的所述目標(biāo)的所述方向有關(guān)的方向信息并且預(yù)測(cè)所述差拍信號(hào)中的每一個(gè)的所述峰值頻率的變化；以及基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)區(qū)域中的所述相差來(lái)計(jì)算當(dāng)所述峰值頻率彼此重疊時(shí)所述靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，并且基于計(jì)算出的所述相差和所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，其中，當(dāng)預(yù)測(cè)出所述峰值頻率彼此重疊時(shí)，基于計(jì)算出的所述移動(dòng)目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的所述方向。根據(jù)本發(fā)明的方案，例如，甚至現(xiàn)有的雷達(dá)系統(tǒng)也能夠通過(guò)使雷達(dá)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)根據(jù)上述方向計(jì)算方法來(lái)執(zhí)行預(yù)定步驟從而計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的方向。換言之，在不改變雷達(dá)系統(tǒng)的硬件的情況下，可以提高計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的方向的精度。注意的是，本發(fā)明的方案可以為實(shí)現(xiàn)由上述雷達(dá)系統(tǒng)執(zhí)行的處理的程序。此外，本發(fā)明的方案可以為記錄有上述程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。在這種情況下，可以這樣的方式來(lái)提供功能使計(jì)算機(jī)等裝載記錄介質(zhì)中的程序并且執(zhí)行程序。注意的是，計(jì)算機(jī)等可讀的記錄介質(zhì)為通過(guò)電、磁、光、機(jī)械或化學(xué)的作用來(lái)存儲(chǔ)諸如數(shù)據(jù)和程序的信息并且允許計(jì)算機(jī)等讀取所述信息的記錄介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的方案，可以提供一種即使當(dāng)對(duì)應(yīng)于不同目標(biāo)的頻譜彼此重疊時(shí)也能夠精確地計(jì)算出目標(biāo)的方向的雷達(dá)系統(tǒng)和目標(biāo)方向計(jì)算方法。


下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)重要性進(jìn)行說(shuō)明，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且其中圖I示出了相位單脈沖式系統(tǒng)的原理圖；圖2示出了目標(biāo)和雷達(dá)系統(tǒng)之間的位置關(guān)系的示例；圖3A示出了在圖2中所示的情形下由現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)獲取的頻譜數(shù)據(jù)的示例；圖3B示出了將圖3A的頻譜數(shù)據(jù)表示為復(fù)向量的曲線圖；圖4示出了根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)的示意性配置；圖5示出了存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)區(qū)域的示例；圖6A示出了在圖2所示的情形下由根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)獲取的頻譜數(shù)據(jù)的示例；圖6B示出了將圖6A的頻譜數(shù)據(jù)表示為復(fù)向量的曲線圖；、
圖7示出了由根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)執(zhí)行的方法檢測(cè)處理的流程圖；圖8示出了 FM-CW系統(tǒng)的原理圖；圖9示出了由根據(jù)第二實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)執(zhí)行的方向檢測(cè)處理的流程圖(I);以及圖10示出了由根據(jù)第二實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)執(zhí)行的方向檢測(cè)處理的流程圖(2)。
具體實(shí)施例方式下面，將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)本實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2裝備于車輛1，并且可用于檢測(cè)車輛周圍存在的目標(biāo)，諸如另一車輛、標(biāo)志和護(hù)軌。目標(biāo)檢測(cè)的結(jié)果被輸出至車輛I的存儲(chǔ)器件、電子控制單元(ECU)等，并且可用于例如碰撞前安全系統(tǒng)(PCS)等的車輛控制。然而，根據(jù)本實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2還可用于除了車載雷達(dá)系統(tǒng)之外的應(yīng)用。 在根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2中，相位單脈沖式系統(tǒng)用作檢測(cè)目標(biāo)方向的角度測(cè)量系統(tǒng)，并且調(diào)頻連續(xù)波(FM-CW)式系統(tǒng)用作檢測(cè)相對(duì)于目標(biāo)的相對(duì)速率和距目標(biāo)的距離的距離測(cè)量系統(tǒng)。在相位單脈沖式系統(tǒng)中，例如，布置有兩個(gè)天線Al和A2，然后基于由各個(gè)天線Al和A2接收到的信號(hào)之間的相差Λ φ來(lái)獲得入射無(wú)線電波的方向(參見(jiàn)圖I)。在FM-CW式系統(tǒng)中，發(fā)送用三角波調(diào)制的發(fā)送波，然后獲得從目標(biāo)反射的反射波和發(fā)送波之間的差以計(jì)算出距目標(biāo)的距離和目標(biāo)的速率，因?yàn)榉瓷洳ǖ念l率包括由于距離引起的時(shí)延的分量和由于速率差引起的多普勒頻移的分量。圖4示出了根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2的示意性配置。根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2安裝在車輛I的前部。雷達(dá)系統(tǒng)2包括天線3和控制單元4。盡管圖中未示出，根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2包括發(fā)送電路、接收電路、AD轉(zhuǎn)換器、DA轉(zhuǎn)換器、傅里葉變換電路等，這些電路作為由控制單元4控制的硬件配置而被包括在現(xiàn)有的雷達(dá)系統(tǒng)中。在本實(shí)施例中，作為示例，將對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)2安裝在車輛I的前部的情況進(jìn)行說(shuō)明；然而，雷達(dá)系統(tǒng)2可以安裝在例如車輛的側(cè)部或后部。天線3發(fā)送毫米波段的發(fā)送波，并且接收發(fā)送波由目標(biāo)反射的反射波。根據(jù)第一實(shí)施例的天線3具有以等間隔d布置的三個(gè)端口 1、2和3。端口 1、2和3 (下文中，當(dāng)不需要單獨(dú)描述端口時(shí)，這些端口整體簡(jiǎn)稱為端口)中的每個(gè)的功能由控制單元4適當(dāng)?shù)厍袚Q。另外，在第一實(shí)施例中，天線3具有三個(gè)端口 ；然而，只要天線3具有用作接收天線的至少兩個(gè)端口，即可應(yīng)用，并且端口的數(shù)量不受限制。控制單元4控制雷達(dá)系統(tǒng)2的部件，并且可由包括中央處理單元(CPU) 40、存儲(chǔ)器41等的計(jì)算機(jī)以及在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的程序?qū)崿F(xiàn)。存儲(chǔ)器41包括易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和非易失性只讀存儲(chǔ)器(ROM)。ROM包括可重寫式半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，諸如快擦寫式存儲(chǔ)器、可擦除式可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM^P電可擦除式可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)0 CPU40將用于控制雷達(dá)系統(tǒng)2的存儲(chǔ)在ROM中的各種程序展開(kāi)在RAM的工作區(qū)中，并且基于輸入至控制單元4的各種數(shù)據(jù)且依照各個(gè)程序來(lái)執(zhí)行處理?？刂茊卧?包括發(fā)送單元42、接收單元43、方向計(jì)算單元44、存儲(chǔ)單元45、預(yù)測(cè)單元46、預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47、判定單元48和距離測(cè)量單元49?？刂茊卧?的部件可被配置為在CPU 40上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序。另外，部件可被配置為專用處理器。
發(fā)送單元42發(fā)送調(diào)頻發(fā)送信號(hào)以作為經(jīng)由天線3發(fā)送的發(fā)送信號(hào)。在根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2中，相位單脈沖式系統(tǒng)用作角度測(cè)量系統(tǒng)，并且FM-CW式系統(tǒng)用作距離測(cè)量系統(tǒng)。然后，在第一實(shí)施例中，發(fā)送單元42發(fā)送來(lái)自天線3的用三角波調(diào)制的發(fā)送波。接收單元43接收發(fā)送波由目標(biāo)反射的反射波以作為天線3的各個(gè)端口的接收信號(hào)。注意的是，天線3的每個(gè)端口可適當(dāng)?shù)卦诎l(fā)送功能和接收功能之間切換，并且該切換可通過(guò)發(fā)送單元42或接收單元43來(lái)執(zhí)行。另外，可另外設(shè)置切換單元以用于切換。此外，可以為天線設(shè)置僅發(fā)送或僅接收的端口。方向計(jì)算單元44計(jì)算在各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差，然后基于計(jì)算出的相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向，所述差拍信號(hào)根據(jù)與上區(qū)間(UP)和下區(qū)間(DOWN)中的每個(gè)的各個(gè)端口相對(duì)應(yīng)的發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)生成。方向計(jì)算單元44將由天線3接收到的接收波的一部分與發(fā)送波的一部分混合以獲取差拍信號(hào)的頻率。通過(guò)獲得發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)之間的差來(lái)計(jì)算差拍信號(hào)。另外，當(dāng)預(yù)測(cè)單元46預(yù)測(cè)出峰值頻率彼此重疊時(shí)，方向計(jì)算單元44基于由預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算出的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向。
存儲(chǔ)單元45將由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的相差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41的RAM中的預(yù)定區(qū)域中。圖5示出了存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)區(qū)域的示例。圖5示出了這樣的示例對(duì)于上區(qū)間UP和下區(qū)間DOWN中的每個(gè),一個(gè)目標(biāo)挨一個(gè)目標(biāo)地存儲(chǔ)多個(gè)相差Δ φ。預(yù)測(cè)單元46基于預(yù)測(cè)信息來(lái)預(yù)測(cè)多個(gè)目標(biāo)的峰值頻率是否彼此重疊，所述預(yù)測(cè)信息包括與由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的方向有關(guān)的方向信息、相對(duì)速率信息以及與接收天線有關(guān)的信息。相對(duì)速率信息是與雷達(dá)系統(tǒng)2和目標(biāo)之間的相對(duì)速率有關(guān)的信息，并且是通過(guò)距離測(cè)量單元49計(jì)算出的。與接收天線有關(guān)的信息是與天線3的端口的間隔(在本實(shí)施例中為間隔d)有關(guān)的信息。當(dāng)峰值頻率彼此重疊時(shí)，預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41的RAM中的存儲(chǔ)區(qū)域中的相差來(lái)計(jì)算靜止目標(biāo)的相差，并且獲得由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的相差和靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差之間的差，由此計(jì)算出移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。對(duì)于上區(qū)間和下區(qū)間均計(jì)算出移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，并且適當(dāng)?shù)剡x出相差中的任一個(gè)。判定單元48判定由預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算出的靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的相差之間的差是否落在預(yù)定范圍內(nèi)。距離測(cè)量單元49借助于FM-CW式系統(tǒng)來(lái)計(jì)算相對(duì)于目標(biāo)的相對(duì)速率以及距目標(biāo)的距離。后面將對(duì)計(jì)算方法進(jìn)行具體說(shuō)明。接下來(lái)，將對(duì)根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2中執(zhí)行的處理進(jìn)行說(shuō)明。下面所述的處理的次序僅為一個(gè)示例，并且可以根據(jù)實(shí)施例來(lái)適當(dāng)?shù)馗淖兲幚淼拇涡颉Ｔ谙旅娴恼f(shuō)明中，作為示例，將對(duì)在圖2所示的情形下檢測(cè)移動(dòng)目標(biāo)的方向的情況進(jìn)行說(shuō)明。圖2示出了如下情形對(duì)向車輛(移動(dòng)目標(biāo))正在車輛I的前方行駛，車輛I裝有雷達(dá)系統(tǒng)2，并且各自具有多個(gè)支柱的護(hù)軌(靜止目標(biāo))安裝在對(duì)向車輛的一側(cè)。如上所述，在圖2所示的情形下，當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率與靜止目標(biāo)的峰值頻率重疊時(shí)，在雷達(dá)系統(tǒng)中相位彼此組合并且不能彼此分離(圖3A和圖3B)。圖3A和圖3B為示出如下示例的曲線圖移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率與靜止目標(biāo)的峰值頻率重疊，并且反射水平的峰值(下文簡(jiǎn)稱為峰值)彼此一致。峰值頻率彼此重疊的模式不僅包括不同目標(biāo)的峰值頻率處的峰值彼此完全一致的情況，而且包括一個(gè)峰值頻率處的峰值比另一個(gè)峰值頻率處的峰值高的情況或者一個(gè)峰值頻率處的峰值比另一個(gè)峰值頻率處的峰值低的情況。例如，當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率處的峰值比靜止目標(biāo)的峰值頻率處的峰值高時(shí)，可以抽取移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率。然而，根據(jù)抽取的峰值頻率計(jì)算出的相差包括移動(dòng)目標(biāo)的相差和靜止目標(biāo)的相差這兩者。也就是說(shuō)，抽取的峰值頻率僅為移動(dòng)目標(biāo)的相差和靜止目標(biāo)的相差的組合相差。此處，圖6A為示出在圖2所示的情形下由根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)獲取的頻譜數(shù)據(jù)的示例的曲線圖，圖6B為圖6A的頻譜數(shù)據(jù)表示為復(fù)向量的曲線圖。在圖6A中，橫坐標(biāo)軸表示頻率，縱坐標(biāo)軸表示反射水平。圖6A中的實(shí)線表示來(lái)自靜止目標(biāo)也就是護(hù)軌的反射水平。圖6A中的四個(gè)峰值對(duì)應(yīng)于來(lái)自護(hù)軌的支柱的反射波。圖6A中的虛線表示來(lái)自對(duì)向車輛也就是移動(dòng)目標(biāo)的反射水平。在圖6A的示例中，移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率與靜止目標(biāo)的峰值頻率重疊，并且移動(dòng)目標(biāo)的峰值比靜止目標(biāo)的峰值稍高。在圖6A和圖6B所示的示例中，移動(dòng)目標(biāo)的峰值比靜止目標(biāo)的峰值高，因此可以抽取移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率。然而，與根據(jù)抽取的峰值頻率計(jì)算出的相差對(duì)應(yīng)的移動(dòng)目標(biāo)的復(fù)向量?jī)H為移動(dòng)目標(biāo)的復(fù)向量和靜止 目標(biāo)的復(fù)向量的合成向量。也就是說(shuō)，如果圖6B所示的合成向量被判定為移動(dòng)目標(biāo)的復(fù)向量，則計(jì)算出的方向具有誤差。然后，在第一實(shí)施例中，通過(guò)執(zhí)行后述處理來(lái)抑制誤差的出現(xiàn)。注意的是，圖6B示出了復(fù)平面，X軸為實(shí)軸，Y軸為虛軸。圖6B示出了實(shí)際獲取的合成向量,還示出了與靜止目標(biāo)對(duì)應(yīng)的復(fù)向量以及與移動(dòng)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的復(fù)向量。另外，圖6B還示出了在先的復(fù)向量。在下面的說(shuō)明中，作為示例，將對(duì)如上所述的移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率處的峰值比靜止目標(biāo)的峰值頻率處的峰值高的情況進(jìn)行說(shuō)明。然而，通過(guò)根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2，當(dāng)峰值彼此完全一致時(shí)或者當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率比靜止目標(biāo)的峰值頻率低時(shí)，也可以精確地計(jì)算出移動(dòng)目標(biāo)的方向。此處，圖7示出了由根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)執(zhí)行的方向檢測(cè)處理的流程圖。下面所述的處理是由控制單元4執(zhí)行的。首先，在步驟SOl中，接收單元43接收發(fā)送單元42經(jīng)由天線3發(fā)送的發(fā)送波由目標(biāo)反射的反射波，以作為天線3的各個(gè)端口的接收信號(hào)。在接收到接收信號(hào)時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S02。在步驟S02中，方向計(jì)算單元44計(jì)算在各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差，并且將計(jì)算出的相差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41中。在步驟S02中計(jì)算出的相差是基于實(shí)際測(cè)量的相差，并且不同于后述預(yù)測(cè)相差。另外，在移動(dòng)目標(biāo)的頻譜與靜止目標(biāo)的頻譜重疊的情況下的相差為根據(jù)移動(dòng)目標(biāo)的頻譜計(jì)算出的相差和根據(jù)靜止目標(biāo)的頻譜計(jì)算出的相差的組合相差。相差是基于相位單脈沖式系統(tǒng)計(jì)算出的。具體地，方向計(jì)算單元44將由天線3接收到的接收波的部分與發(fā)送波的部分混合，以獲取差拍信號(hào)的頻率。在第一實(shí)施例中，差拍信號(hào)經(jīng)過(guò)傅里葉變換以獲得頻譜數(shù)據(jù)，然后，從頻譜數(shù)據(jù)中檢測(cè)頻譜的峰值。因?yàn)轭l譜數(shù)據(jù)可表示為復(fù)平面上的復(fù)向量，每個(gè)差拍信號(hào)的相位可以例如根據(jù)在復(fù)平面上的復(fù)向量和實(shí)軸之間形成的角度計(jì)算出。然后，獲得差拍信號(hào)之間的相位的差以計(jì)算相差，然后，基于計(jì)算出的相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向。注意的是，對(duì)于三角波的上區(qū)間和下區(qū)間均計(jì)算差拍信號(hào)之間的相差。通過(guò)存儲(chǔ)單元45將計(jì)算出的相差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41中的預(yù)定存儲(chǔ)區(qū)域中。注意的是，在圖5中，一個(gè)目標(biāo)挨一個(gè)目標(biāo)地存儲(chǔ)相差，也就是，移動(dòng)目標(biāo)的相差和靜止目標(biāo)的相差均被存儲(chǔ)；然而，在第一實(shí)施例中，也可行的是，僅存儲(chǔ)靜止目標(biāo)的相差。在相差被存儲(chǔ)時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S03。在步驟S03中，方向計(jì)算單元44基于計(jì)算出的目標(biāo)的相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向。另夕卜，距離測(cè)量單元49計(jì)算相對(duì)于目標(biāo)的相對(duì)速率和距目標(biāo)的距離。相對(duì)速率和距離是基于FM-CW式系統(tǒng)計(jì)算出的。此處，圖8示出了 FM-CW式系統(tǒng)的原理圖。在上區(qū)間中的三角波的頻率為fu且下區(qū)間中的三角波的頻率為fd的情況下，fu、fd、距離頻率fr和速率頻率fv之間的關(guān)系被表示為數(shù)學(xué)表達(dá)式(2)。fu=fr-fvfd=fr+fv (沿接近方向的速率用正向表示)(2)此處，在發(fā)送波的調(diào)頻為FM、以&作為中心頻率的調(diào)制寬度為Λ f、光速為C、距離為R且相對(duì)速率為V的情況下，獲得了數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)。結(jié)果，可以根據(jù)測(cè)量到的fu和fd 來(lái)獲得距目標(biāo)的距離和相對(duì)于目標(biāo)的相對(duì)速率。fr=((4X AfXFM)/c) XRfv= (2Xf0/c) XV(3)在計(jì)算出目標(biāo)的方向、相對(duì)于目標(biāo)的相對(duì)速率等時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S04。在步驟S04中，預(yù)測(cè)單元46預(yù)測(cè)靜止目標(biāo)的峰值頻率是否與移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率重疊。具體地，預(yù)測(cè)單元46基于預(yù)測(cè)信息來(lái)預(yù)測(cè)靜止目標(biāo)的峰值頻率是否與移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率重疊，所述預(yù)測(cè)信息包括與由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的方向有關(guān)的方向信息、與由距離測(cè)量單元49計(jì)算出的相對(duì)速率有關(guān)的相對(duì)速率信息以及與接收天線的端口間隔有關(guān)的信息。換言之，頻譜的變化是根據(jù)目標(biāo)方向、相對(duì)于目標(biāo)的相對(duì)速率以及距目標(biāo)的距離的位移預(yù)測(cè)出的，并且將分別為移動(dòng)目標(biāo)和靜止目標(biāo)計(jì)算出的頻譜的變化相互比較，從而使得可以判定峰值頻率是否彼此重疊。當(dāng)判定出峰值頻率彼此不重疊時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S05，并且采用在步驟S03中計(jì)算出的方向。也就是說(shuō)，采用基于實(shí)際測(cè)量到的相差計(jì)算出的方向。采用的方向例如被輸出至ECU，并且用于PCS的車輛控制等。另一方面，判定出峰值頻率彼此重疊，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S21。在步驟S21中，例如預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47訪問(wèn)圖5所示的存儲(chǔ)器41中的存儲(chǔ)區(qū)域，并且基于所存儲(chǔ)的靜止目標(biāo)的相差來(lái)計(jì)算當(dāng)峰值頻率彼此重疊時(shí)靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。例如，預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47映射靜止目標(biāo)的相差的歷史，并且根據(jù)靜止目標(biāo)的相差的歷史來(lái)計(jì)算當(dāng)峰值頻率彼此重疊時(shí)靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。在計(jì)算出靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S22。在步驟S22中，判定單元48判定由預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算出的靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的相差(實(shí)際測(cè)量到的相差)之間的差是否落在預(yù)定范圍內(nèi)。當(dāng)靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和實(shí)際測(cè)量到的相差之間的差落在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S05。在此情況下，認(rèn)為不包括移動(dòng)目標(biāo)的相差，也就是，僅存在靜止目標(biāo)的相差，并且采用步驟S03中計(jì)算出的方向。另一方面，當(dāng)靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和實(shí)際測(cè)量到的相差之間的差未落在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S23。在步驟S23中，預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47根據(jù)之前由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的實(shí)際測(cè)量到的相差和靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差之間的差來(lái)計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。如上所述，因?yàn)轭l譜數(shù)據(jù)可表示為復(fù)平面上的復(fù)向量，所以差拍信號(hào)的相位可根據(jù)復(fù)平面上的復(fù)向量和實(shí)軸之間形成的角度計(jì)算出。然后，實(shí)際測(cè)量到的相差和靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差均被表示為復(fù)向量，因此從實(shí)際測(cè)量到的相差的復(fù)向量中減去靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差的復(fù)向量，從而使得可以計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差(見(jiàn)圖6B)。在計(jì)算出基于差的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S24。在步驟S24中，方向計(jì)算單元44根據(jù)基于差的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的方向。通過(guò)根據(jù)上述第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2，即使當(dāng)對(duì)應(yīng)于不同目標(biāo)的頻譜彼此重疊時(shí)，也可以精確地計(jì)算出每個(gè)目標(biāo)的方向，尤其是移動(dòng)目標(biāo)的方向。在第一實(shí)施例中，移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率處的峰值比靜止目標(biāo)的峰值頻率處的峰值高，因此可以獲取移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率；然而，在此情況下獲取的移動(dòng)目標(biāo)的峰值頻率處的峰值包括靜止目標(biāo)的峰值頻率處的峰值，因此計(jì)算出的方向具有誤差。在根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2中，不是將基于相差計(jì)算出的方向或相對(duì)速率存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41中，而是將相差本身存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41中。通 過(guò)這樣做，預(yù)測(cè)相差可基于存儲(chǔ)的靜止目標(biāo)的相差計(jì)算出，此外，移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差可根據(jù)實(shí)際測(cè)量到的相差和靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差之間的差計(jì)算出。結(jié)果，當(dāng)預(yù)測(cè)單元46預(yù)測(cè)出多個(gè)目標(biāo)的峰值頻率彼此重疊時(shí)，目標(biāo)的方向可基于由預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算出的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差計(jì)算出。因此，即使多個(gè)目標(biāo)的峰值頻率彼此重疊，也可以精確地計(jì)算出各個(gè)目標(biāo)的方向。結(jié)果，可以避免碰撞前安全系統(tǒng)(PCS)的誤動(dòng)作或者未檢測(cè)到目標(biāo)。另外，在根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2中，判定單元48判定由預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算出的靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的實(shí)際測(cè)量相差之間的差是否落在預(yù)定范圍內(nèi)，因此可以判定是否基于所述差來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)相差。另外，因?yàn)轭A(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)多個(gè)目標(biāo)的峰值頻率是否彼此重疊，判定單元48具有判定是否通過(guò)預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47執(zhí)行處理以及檢查由預(yù)測(cè)單元46預(yù)測(cè)的結(jié)果的功能。此外，根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2將控制單元4的配置或控制單元4的一部分的配置并入現(xiàn)有的雷達(dá)系統(tǒng)2中以由此可以基于上述處理來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向。換言之，在根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)中，可以在不改變雷達(dá)系統(tǒng)的硬件的情況下提高計(jì)算目標(biāo)方向的精度。根據(jù)第二實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2進(jìn)一步包括基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中的移動(dòng)目標(biāo)的相差的歷史來(lái)計(jì)算當(dāng)頻譜的峰值頻率彼此重疊時(shí)移動(dòng)目標(biāo)的相差以作為預(yù)測(cè)相差，然后利用計(jì)算出的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向的功能，以及通過(guò)進(jìn)行平均對(duì)計(jì)算出的相差進(jìn)行平滑的功能。根據(jù)第二實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)的配置與根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)的配置基本相同。然而，控制單元4的配置的一部分進(jìn)一步具有下面描述的功能。預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41的RAM中的存儲(chǔ)區(qū)域中的移動(dòng)目標(biāo)的相差來(lái)計(jì)算當(dāng)峰值頻率彼此重疊時(shí)移動(dòng)目標(biāo)的相差以作為預(yù)測(cè)相差。具體地，適當(dāng)?shù)剡x擇上區(qū)間中的相差和下區(qū)間中的相差中的任一個(gè)，并且基于所選擇的移動(dòng)目標(biāo)的相差來(lái)計(jì)算當(dāng)峰值頻率彼此重疊時(shí)移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。例如，預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41的存儲(chǔ)區(qū)域中的移動(dòng)目標(biāo)的相差進(jìn)行平均而獲得的平均相差，并且基于平均相差來(lái)校正由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的相差以由此計(jì)算出預(yù)測(cè)相差。當(dāng)預(yù)測(cè)單元46預(yù)測(cè)出峰值頻率彼此重疊時(shí)，判定單元48判定由預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算出的預(yù)測(cè)相差和由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的相差之間的差是否落在預(yù)定范圍內(nèi)。可基于天線3的端口的間隔、計(jì)算出的方向的精度、反射波的檢測(cè)范圍等來(lái)設(shè)定預(yù)定范圍。當(dāng)預(yù)測(cè)單元46預(yù)測(cè)出峰值頻率彼此重疊時(shí)，方向計(jì)算單元44基于由預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算出的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差以及靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向。圖9示出了由根據(jù)第二實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)執(zhí)行的方向檢測(cè)處理的流程圖(I)。圖10示出了由根據(jù)第二實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)執(zhí)行的方向檢測(cè)處理的流程圖(2)。圖9和圖10中所述的處理的次序僅為一個(gè)示例，并且可根據(jù)實(shí)施例而適當(dāng)?shù)馗淖兲幚淼拇涡?。步驟SOl至步驟S05中的處理與第一實(shí)施例相同，因此省略對(duì)它們的說(shuō)明。當(dāng)在步驟S04中判定出峰值頻率彼此重疊時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟SI I。在步驟Sll中，預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47例如訪問(wèn)圖5所示的存儲(chǔ)器41中的存儲(chǔ)區(qū)域，并且基于存儲(chǔ)的移動(dòng)目標(biāo)的相差來(lái)計(jì)算當(dāng)峰值頻率彼此重疊時(shí)移動(dòng)目標(biāo)的相差以作為移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。例如，預(yù) 測(cè)相差計(jì)算單元47映射移動(dòng)目標(biāo)的相差的歷史，并且基于移動(dòng)目標(biāo)的相差的歷史來(lái)計(jì)算當(dāng)峰值頻率彼此重疊時(shí)的預(yù)測(cè)相差。在計(jì)算出移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟 S12。在步驟S12中，判定單元48判定由預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算出的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的相差(實(shí)際測(cè)量到的相差)之間的差是否落在預(yù)定范圍內(nèi)?？梢曰谔炀€3的端口的間隔d、計(jì)算出的方向的精度、反射波的檢測(cè)范圍等來(lái)設(shè)定預(yù)定范圍。在移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和實(shí)際測(cè)量到的相差之間的差落在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S13。另一方面，當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和實(shí)際測(cè)量到的相差之間的差未落在預(yù)定范圍時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S21 (見(jiàn)圖10)。在步驟S13中，預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47校正在步驟Sll中計(jì)算出的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。例如，預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41的存儲(chǔ)區(qū)域中的移動(dòng)目標(biāo)的相差進(jìn)行平均而獲得的平均相差，并且基于平均相差來(lái)校正由方向計(jì)算單元44計(jì)算出的移動(dòng)目標(biāo)的相差，從而計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。平均相差可通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中的移動(dòng)目標(biāo)的相差進(jìn)行平均而獲得，即，根據(jù)移動(dòng)目標(biāo)的相差的移動(dòng)平均而獲得。對(duì)作為時(shí)間序列數(shù)據(jù)的移動(dòng)目標(biāo)的相差進(jìn)行平滑，然后，基于平滑后的平均相差來(lái)校正由方向計(jì)算單元計(jì)算出的相差，從而計(jì)算出預(yù)測(cè)相差。通過(guò)這樣做，可以抑制移動(dòng)目標(biāo)的相差的變化，其結(jié)果是，可以更加精確地計(jì)算出目標(biāo)的方向。注意的是，移動(dòng)平均可以如下方式計(jì)算對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中的移動(dòng)目標(biāo)的η個(gè)相差進(jìn)行簡(jiǎn)單的平均以獲得簡(jiǎn)單移動(dòng)平均。另外，移動(dòng)平均可以例如如下方式計(jì)算將權(quán)重分配給移動(dòng)目標(biāo)的最新相差，然后對(duì)相差進(jìn)行平均以作為加權(quán)移動(dòng)平均。注意的是，權(quán)重可依據(jù)雷達(dá)系統(tǒng)和移動(dòng)目標(biāo)之間的相對(duì)速率而變化；并且例如，還可行的是，具有較小數(shù)據(jù)變化的預(yù)定相對(duì)速率被預(yù)先確定，然后將權(quán)重分配給落在預(yù)定速率范圍內(nèi)的相差。在校正了預(yù)測(cè)相差時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S14。在步驟S14中，方向計(jì)算單元44基于在步驟S08中校正的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差再次計(jì)算目標(biāo)的方向。另一方面，在步驟S12中，當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和實(shí)際測(cè)量到的相差之間的差未落在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S21，然后，執(zhí)行從步驟S21至步驟S25的處理。步驟S21至步驟S24中的處理與第一實(shí)施例相同，因此省略對(duì)它們的說(shuō)明。在第一實(shí)施例中，當(dāng)在步驟S22中靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差和實(shí)際測(cè)量到的相差之間的差落在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，執(zhí)行步驟S05的處理；然而，在第二實(shí)施例中，在此情況下處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S25。
在步驟S25中，方向計(jì)算單元44基于在步驟S06中計(jì)算出的移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向。通過(guò)根據(jù)上述第二實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2，移動(dòng)目標(biāo)本身的相差被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41中，從而使得可以基于存儲(chǔ)的移動(dòng)目標(biāo)的相差來(lái)計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。通過(guò)這樣做，當(dāng)預(yù)測(cè)單元46預(yù)測(cè)出多個(gè)目標(biāo)的峰值頻率彼此重疊時(shí)，可以基于由預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47計(jì)算出的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算目標(biāo)的方向。另外，在根據(jù)第二實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)2中，預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元47具有計(jì)算平均相差以校正移動(dòng)目標(biāo)的相差的功能，因此可以進(jìn)一步提高檢測(cè)目標(biāo)方向的精度。另外，通過(guò)根據(jù)第二實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)，如根據(jù)第一實(shí)施例的雷達(dá)系統(tǒng)的情況，可以通過(guò)從實(shí)際測(cè)量到的相差中減去靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的相差，因此可以進(jìn)一步提聞方向的精度。注意的是，在第~■實(shí)施例中，檢測(cè)基于移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差的移動(dòng)目標(biāo)的方向以及基于靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差的移動(dòng)目標(biāo)的方向。因此，還可行的是，另外設(shè)置比較控制單元來(lái)控制兩個(gè)方向之間的比較，并且當(dāng)兩個(gè)方向之間的差未落在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，執(zhí)行再次檢測(cè)方向的處理；而當(dāng)兩個(gè)方向之間的差落在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，采用兩個(gè)方向的 平均值。上面描述了本發(fā)明的實(shí)施例；然而，根據(jù)本發(fā)明的方案的雷達(dá)系統(tǒng)不限于上述配置。本發(fā)明的方案可以盡可能多地包括這些實(shí)施例的組合。注意的是，在實(shí)施例的說(shuō)明中，相位單脈沖式系統(tǒng)用作檢測(cè)目標(biāo)的方向的角度測(cè)量系統(tǒng)，并且FM-CW式系統(tǒng)用作檢測(cè)相對(duì)于目標(biāo)的相對(duì)速率和距目標(biāo)的距離的距離測(cè)量系統(tǒng)。然而，與根據(jù)本發(fā)明的方案的雷達(dá)系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)可應(yīng)用于另外的角度測(cè)量系統(tǒng)或另外的距離測(cè)量系統(tǒng)，只要該技術(shù)為基于相差計(jì)算方向等的技術(shù)即可。
權(quán)利要求
1.一種雷達(dá)系統(tǒng)，包括 發(fā)送天線； 至少兩個(gè)接收天線； 發(fā)送單元，其發(fā)送調(diào)頻發(fā)送信號(hào)以作為經(jīng)由所述發(fā)送天線發(fā)送的發(fā)送波； 接收單元，其接收所述發(fā)送波由包括靜止目標(biāo)和移動(dòng)目標(biāo)的目標(biāo)反射且經(jīng)由所述至少兩個(gè)接收天線接收到的反射波以作為各個(gè)所述接收天線的接收信號(hào)； 方向計(jì)算單元，其計(jì)算在各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差以基于計(jì)算出的所述相差來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)的方向，其中所述差拍信號(hào)根據(jù)所述發(fā)送信號(hào)和各個(gè)所述接收天線的所述接收信號(hào)生成； 存儲(chǔ)單元，其將由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中； 預(yù)測(cè)單元，其基于預(yù)測(cè)信息來(lái)預(yù)測(cè)多個(gè)所述目標(biāo)的峰值頻率是否彼此重疊，所述預(yù)測(cè)信息包括由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的與所述目標(biāo)的所述方向有關(guān)的方向信息并且預(yù)測(cè)所述差拍信號(hào)中的每一個(gè)的所述峰值頻率的變化；以及 預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元，其基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)區(qū)域中的所述相差來(lái)計(jì)算當(dāng)所述峰值頻率彼此重疊時(shí)所述靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，并且基于由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差和所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，其中 當(dāng)所述預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)出所述峰值頻率彼此重疊時(shí)，所述方向計(jì)算單元基于由所述預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元計(jì)算出的所述移動(dòng)目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的所述方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)區(qū)域中的所述相差來(lái)計(jì)算當(dāng)所述峰值頻率彼此重疊時(shí)所述靜止目標(biāo)的相差以作為所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差，并且根據(jù)由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差和所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差之間的差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的相差以作為所述移動(dòng)目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雷達(dá)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 判定單元，其判定由所述預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元計(jì)算出的所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差和由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差之間的差是否落在預(yù)定范圍內(nèi)，其中 當(dāng)所述判定單元判定出所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差和由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差之間的所述差未落在所述預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述預(yù)測(cè)相差計(jì)算單元基于由所述方向計(jì)算單元計(jì)算出的所述相差和所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差。
4.一種目標(biāo)方向計(jì)算方法，包括 發(fā)送調(diào)頻發(fā)送信號(hào)以作為經(jīng)由發(fā)送天線發(fā)送的發(fā)送波； 接收所述發(fā)送波由包括靜止目標(biāo)和移動(dòng)目標(biāo)的目標(biāo)反射且經(jīng)由至少兩個(gè)接收天線接收到的反射波以作為各個(gè)所述接收天線的接收信號(hào)； 計(jì)算在各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差以基于計(jì)算出的所述相差來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)的方向，其中所述差拍信號(hào)根據(jù)所述發(fā)送信號(hào)和各個(gè)所述接收天線的所述接收信號(hào)而生成； 將計(jì)算出的所述相差存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中； 基于預(yù)測(cè)信息來(lái)預(yù)測(cè)多個(gè)所述目標(biāo)的峰值頻率是否彼此重疊，所述預(yù)測(cè)信息包括與計(jì)算出的所述目標(biāo)的所述方向有關(guān)的方向信息并且預(yù)測(cè)所述差拍信號(hào)中的每一個(gè)的所述峰值頻率的變化；以及 基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)區(qū)域中的所述相差來(lái)計(jì)算當(dāng)所述峰值頻率彼此重疊時(shí)所述靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，并且基于計(jì)算出的所述相差和所述靜止目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，其中 當(dāng)預(yù)測(cè)出所述峰值頻率彼此重疊時(shí)，基于計(jì)算出的所述移動(dòng)目標(biāo)的所述預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的所述方向。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種雷達(dá)系統(tǒng)和方向檢測(cè)方法，其中，接收發(fā)送波由包括靜止目標(biāo)和移動(dòng)目標(biāo)的目標(biāo)反射的反射波以作為至少兩個(gè)接收天線的接收信號(hào)。計(jì)算在各個(gè)峰值頻率處的差拍信號(hào)之間的相差，所述差拍信號(hào)根據(jù)發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)而生成。以這樣的方式計(jì)算目標(biāo)的方向?qū)⒂?jì)算出的目標(biāo)的相差預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域中，預(yù)測(cè)多個(gè)目標(biāo)的峰值頻率是否彼此重疊，基于存儲(chǔ)的相差來(lái)計(jì)算當(dāng)峰值頻率彼此重疊時(shí)靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差，并且基于計(jì)算出的相差和靜止目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差來(lái)計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的預(yù)測(cè)相差。
文檔編號(hào)G01S13/93GK102725654SQ201180007566
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者伊予田紀(jì)文, 川崎智哉, 淺沼久輝, 阪口昌弘 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社