>[0228] 信号处理电路30从自阵列天线AA接收接收信号并进行处理。该处理包括：向神经 网络输入接收信号；或从接收信号生成二次信号来向神经网络输入二次信号。神经网络 构成为用接收信号或二次信号与学习数据进行运算，来输出表示入射波的个数的信号。
[0229] 在图12的例子中，接收从信号处理电路30输出的信号化及从图像处理电路52输 出的信号的选择电路54设置于物体检测装置400内。选择电路54将从信号处理电路30 输出的信号W及从图像处理电路52输出的信号中的一方或双方提供给行驶支援电子控制 装置60。 阳230] 图13为示出本实施方式的雷达系统100的更加详细的构成例的框图。 阳231] 如图13所示，雷达天线10包括：进行毫米波的发送的发送天线ΤΑ 及接收通过 目标反射的入射波的阵列天线AA。阵列天线AA具有Μ个（M为3 W上的整数）天线元件 111、112、…、11m。多个天线元件111、112、…、11m分别响应入射波，输出接收信号Si、S2、…、 Sm (图 2)。 阳232] 在阵列天线AA中，天线元件111至11m例如隔开固定的间隔配置成直线状或面状。 入射波从相对于配置有天线元件111到11m的面的法线的角度Θ的方向向阵列天线AA入 射。因此，入射波的入射方向由该角度Θ规定。 阳233] 在来自一个目标的入射波向阵列天线AA入射时，能够与从同一角度Θ的方位向 天线元件111到11 Μ入射平面波相似。在从处于不同方位的K个目标向阵列天线AA入射K 个入射波时，能够通过相互不同的角度θι到Θ Κ识别各个入射波。
[0234] 如图13所示的那样，物体检测装置400包括收发电路20和信号处理电路30。
[0235] 收发电路20包括Ξ角波生成电路21、VCCKVoltageContlledOscillator :压控振 荡器）22、分配器23、混频器24、滤波器25、开关26、A/D转换器27、W及控制器28。本实施 方式的雷达系统构成为通过FMCW方式进行毫米波的收发，但本发明的雷达系统并不限于 该方式。收发电路20构成为基于来自阵列天线AA的接收信号和用于发送天线TA的发送 信号生成差频信号。 阳236] 信号处理电路30包括距离检测部33、速度检测部34 W及方位检测部36。信号处 理电路30构成为处理来自收发电路20的A/D转换器27的信号，并分别输出表示到被检测 的目标的距离、目标的相对速度W及目标的方位的信号。 阳237] 首先，对收发电路20的结构W及动作进行详细地说明。
[0238] Ξ角波生成电路21生成Ξ角波信号，并提供至VC022。VC022输出具有基于Ξ角 波信号进行调制的频率的发送信号。图14示出了基于Ξ角波生成电路21生成的信号进行 调制的发送信号的频率变化。该波形的调制宽度为A f，中屯、频率为fO。像运样做，频率被 调制的发送信号提供至分配器23。分配器23将从VC022得到的发送信号分配至各混频器 24 W及发送天线TA。运样，如图14所示的那样，发送天线放射具有呈Ξ角波状调制的频率 的毫米波。 阳239] 在图14中，记载有在发送信号的基础上，利用通过单独的前方行驶车辆反射的入 射波的接收信号的例子。接收信号与发送信号相比延迟。该延迟与本车辆与前方行驶车辆 的距离成比例。并且，接收信号的频率根据多普勒效应随着前方行驶车辆的相对速度而增 减。
[0240] 若将接收信号与发送信号混合，则基于频率的差异生成差频信号。该差频信号的 频率（拍频）在发送信号的频率增加的期间（上行）与发送信号的频率减小的期间（下 行）不同。若求各期间的拍频，则基于运些拍频，计算到目标的距离和目标的相对速度。
[0241] 图15示出了 "上行"期间的拍频化W及"下行"期间的拍频fd。在图15的图表 中，横轴为频率，纵轴为信号强度。运样的图表通过进行差频信号的时间-频率转换获得。 若得到拍频化、fd，则基于公知的式子，来计算出到目标的距离和目标的相对速度。在本 实施方式中，能够通过W下说明的结构W及动作，求与阵列天线AA的各天线元件对应的拍 频，并基于此推断目标的位置信息。 阳242] 在图13所示的例子中，来自与各天线元件11剧11m对应的信道化剧化Μ的接收 信号通过放大器放大，输入至对应的混频器24。各个混频器24向被放大的接收信号混合 发送信号。通过该混合，生成与存在于接收信号与发送信号之间的频率差对应的差频信号。 生成的差频信号提供至对应的滤波器25。滤波器25进行信道化1到化Μ的差频信号的频 带限制，将被频带限制的差频信号提供至开关26。 阳243] 开关26响应从控制器28输入的采样信号执行开关。控制器28例如可W由微型 计算机构成。控制器28基于存储于ROM等存储器中的电脑程序控制收发电路20的整体。 控制器28也可W不必设置于收发电路20的内部而设置于信号处理电路30的内部。也就 是说，收发电路20也可W根据来自信号处理电路30的控制信号动作。或者，还可W通过控 制收发电路20 W及信号处理电路30的整体的中央运算单元等来实现控制器28的功能的 一部分或全部。
[0244] 通过各个滤波器25的信道化1到化Μ的差频信号经由开关26依次提供给A/D转 换器27。A/D转换器27与采样信号同步地将从开关26输入的信道化1到化Μ的差频信号 与采样信号同步地转换成数字信号。
[0245] W下，对信号处理电路30的构成W及动作进行详细地说明。在本实施方式中，通 过FMCW方式，推断到目标的距离W及目标的相对速度。本发明的雷达系统并不限于W下说 明的FMCW方式，也能够用双频CW或展频等其他方式实施。 阳246] 在图13所示的例子中，信号处理电路30包括存储器31、接收强度计算部32、距离 检测部33、速度检测部34、DBF(数字波束形成）处理部35、方位检测部36、目标转移处理 部37、相关矩阵生成部（Rxx)38化及已学习完的神经网络順。如上所述，信号处理电路30 的一部分或全部既可W通过FPGA实现，也可W通过通用处理器W及主存储器装置的集合 实现。存储器31、接收强度计算部32、DBF处理部35、距离检测部33、速度检测部34、方位 检测部36、目标转移处理部37 W及神经网络順分别可W是一个信号处理电路的功能上的 模块，而不是通过单独的硬件实现的各个部件。另外，在神经网络順为复神经网络的情况 下，不需要设置相关矩阵生成部38。可W代替相关矩阵生成部38,设置生成解析信号的电 路即可。 阳247] 图16示出了信号处理电路30通过具有处理器PRW及存储器装置MD硬件来实现 的方式的例子。具有运样的构成的信号处理电路30也通过存储于存储器装置MD的电脑程 序的作用，可W实现接收强度计算部32、DBF处理部35、距离检测部33、速度检测部34、方 位检测部36、目标转移处理部37、相关矩阵生成部38 W及已学习完的神经网络順的功能。
[0248] 本实施方式的信号处理电路30构成为将转换成数字信号的各差频信号作为接收 信号的二次信号，推断前方行驶车辆的位置信息，输出表示推断结果的信号。W下，对本实 施方式的信号处理电路30的构成W及动作进行详细地说明。
[0249] 信号处理电路30内的存储器31将从A/D转换器27输出的数字信号存储于各个 信道化1~化M。存储器31例如可W由半导体存储器、硬盘W及/或光盘等普通的存储媒 体构成。 阳巧0] 接收强度计算部32对存储于存储器31的各个信道化1~化Μ的差频信号（图14 的下图）进行傅里叶变换。在本说明书中，将傅里叶变换后的复数数据的振幅称为"信号强 度"。接收强度计算部32将多个天线元件中的任意一个接收信号的复数数据、或多个天线 元件的所有接收信号的复数数据的相加值转换成频谱。能够检测与运样获得的频谱的各峰 值对应的拍频、即检测依赖于距离的目标（前方行驶车辆）的存在。若将整个天线元件的 接收信号的复数数据相加，由于使噪声成分平均化，从而S/N比提高。 阳251] 在目标、即前方行驶车辆为一个的情况下，傅里叶变换的结果如图15所示，在频 率增加的期间（"上行"期间）w及减少的期间（"下行"期间）分别获得具有一个峰值的 频谱。将"上行"期间的峰值的拍频设为"化"、将"下行"期间的峰值的拍频设为"fd"。 阳巧2] 接收强度计算部32通过从各个拍频的信号强度检测超过预先设定的数值（阔值） 的信号强度，判断目标存在。在检测出信号强度的峰的情况下，接收强度计算部32将峰值 的拍频（化、fd)作为对象物频率向距离检测部33、速度检测部34输出。接收强度计算部 32将表示调频宽度Δ f的信息向距离检测部33输出，将表示中屯、频率fO的信息向速度检 测部34输出。 阳253] 在检测出与多个目标对应的信号强度的峰的情况下，接收强度计算部32利用预 先设定的条件将上行的峰值与下行的峰值相关联。对判断为来自同一目标的信号的峰标注 同一编号，并提供至距离检测部33 W及速度检测部34。 阳巧4] 在存在多个目标的情况下，在傅里叶变换后的差频信号的上行部分和差频信号的 下行部分中分别呈现与目标的数量相同数量的峰。由于雷达与目标的距离成比例，接收信 号延迟，图14的接收信号向右方移动，因此雷达与目标的距离越远，差频信号的频率越小。 阳巧5] 距离检测部33基于从接收强度计算部32输入的拍频化、fd，利用下式计算出距 离R，并向目标转移处理部37提供。 阳巧6] R = {C · T/ (2 · Δ f)} . {(fu+fd) /2} 阳巧7] 并且，速度检测部34基于从接收强度计算部32输入的拍频化、fd，利用下式计算 出相对速度V，并向目标转移处理部37提供。 阳巧8] V = (C/ (2 · fO)} · {(fu-fd) /2} 阳巧9] 在计算距离R及相对速度V的式子中，C为光速度、Τ为调制周期。 阳260] 另外，距离R的分辨率下限值用C/(2 Af)表示。因此，Af越大，距离R的分辨率 越高。在频率fO约76吉赫师Z)带的情况下，将Af设定为600兆赫（MHz)左右时，距离 R的分辨率例如是0. 7米（m)左右。因此，会存在两台前方行驶车辆并行时，用FMCW方式难 W识别车辆是一台还是两台。在运种情况下，若执行角度分辨率极高的入射方向推断算法， 则也可W分开检测两台前方行驶车辆的方位。然而，如上所述，对运种入射方向推断算法的 执行需要高速地执行庞大的运算。并且，在前方行驶车辆的行驶情况突变的情况下，会存在 运算追跟不上变化而弄错误将两台并行的前方行驶车辆的数量，推断为一台的可能。而根 据本实施方式，由于能够利用神经网络順W较少的运算量迅速地掌握前方行驶车辆的配 置，因此易避免那样的错误。 阳261] DBF处理部35利用天线元件111、112、…、11m的信号的相位差，将在与输入的各天 线对应的时间轴进行傅里叶变换后的复数数据，在天线元件的排列方向进行傅里叶变换。 然后，DBF处理部35计算表示与角度分辨率对应的每个角度信道的频谱的强度的空间复数 数据，在每个拍频输出至方位检测部36。 阳262] 方位检测部36相对于通过神经网络順识别前方行驶车辆的配置的进程独立，或 为了利用与那样的前方行驶车辆的配置相关的信息来推断前方行驶车辆的方位而设置。方 位检测部36将计算出的每个拍频的空间复数数据的值的大小中的取最大的值的角度Θ作 为对象物所在的方位输出至目标转移处理部37。另外，推断表示入射波的入射方向的角度 Θ的方法并不限于该例。能够用上述各种入射方向推断算法进行。特别是根据本发明的实 施方式，为了能够检测前方行驶车辆的配置，入射波的个数是已知的。其结果是，降低了利 用入射方向推断算法的运算量，而能够推断高分辨率的方位。 阳％3]目标转移处理部37计算当前计算出的对象物的距离、相对速度、方位的值、与从 存储器31读取的在前一循环计算出的对象物的距离、相对速度、方位的值各自的差分的绝 对值。然后，在差分的绝对值小于对各个值的每一个决定的值的情况下，差分的绝对值的计 算部判断为前一循环检测到的目标与当前检测到的目标是相同的。在该情况下，目标转移 处理部37将从存储器31读取的该目标的转移处理次数只增加一次。
[0264] 在差分的绝对值大于决定的值的情况下，目标转移处理部37判断为检测到了新 的对象物。目标转移处理部37将当前对象物的距离、相对速度、方位W及该对象物的目标 转移处理次数保存到存储器31中。
[02化]通过信号处理电路30能够用将基于接收的反射波生成的信号、即差频信号进行 频率解析而获得的频谱，来检测与对象物的距离和相对速度。 阳％6] 相关矩阵生成部38用存储于存储器31的各个信道化1到化Μ的差频信号（图14 的下图）求自相关矩阵。在数式4的自相关矩阵中，各矩阵的成分为由差频信号的实部及 虚部表示的值。相关矩阵生成部38依照数式5进行运算来求矢量b。，进而依照数式6来求 标准化的矢量b。相关矩阵生成部38将得到的矢量b向神经网络順输入。 阳％7] 另外，关联到数式5,说明了矢量b。为将去除自相关矩阵Rxx的对角成分后的上Ξ 角矩阵的要素分成实部与虚部来表示的列矢量。但是，相关矩阵生成部38也可W不利用上 Ξ角矩阵的全部而只利用上Ξ角矩阵的一部分的成分，来生成矢量b。。或相关矩阵生成部 38也可W在上Ξ角矩阵的全部或一部分的基础上，生成包含对角成分的矢量b。。在本说明 书中，自相关矩阵至少包含上Ξ角矩阵的一部分即可。 阳268] 在图12所示的例子中，图像处理电路52从影像获取物体的信息，来从该物体的信 息检测目标位置信息。图像处理电路52例如W通过检测已获取的影像内的对象的深度值 来推断物体的距离信息、或从影像的特征量检测物体的大小的信息等，来检测预先设定的 物体的位置信息的方式构成。
[0269] 选择电路54选择性地将从信号处理电路30 W及图像处理电路52接收的位置信 息提供给行驶支援电子控制装置60。选择电路54例如将信号处理电路30的物体位置信息 中所含有的从本车辆检测出的到物体的距离、即第一距离与图像处理电路52的物体位置 信息中所含有的从本车辆检测出的到物体的距离、即第二距离进行比较，来判断哪一个是 相对于本车辆较近的距离。例如，可W基于判断的结果，选择电路54选择到本车辆较近的 物体位置信息输出至行驶支援电子控制装置60。另外，在判断的结果为第一距离与第二距 离是相同的值的情况下，选择电路54可W将任意一个或两者输出至行驶支援电子制御装 置60。 阳270] 利用物体检测装置400接收先行物体的位置信息的行驶支援电子控制装置60根 据预先设定的条件，与物体位置信息的距离、大小、本车辆的速度、降雨、降雪、晴天等路面 状态等的条件一同，进行对驾驶本车辆的驾驶员来说使操作变得安全或容易的控制。例如， 在物体位置信息中没有检测到物体的情况下，行驶支援电子控制装置60向加速器控制部 76发送控制信号，控制加速器控制部76进行与深踩油口踏板同等的动作，W加速至预先设 定的速度。 阳271] 在物体位置信息中检测出物体的情况下，若知道到本车辆是规定的距离，则行驶 支援电子控制装置60根据线控制动等结构通过制动控制部74进行制动的控制。目P，进行 如使速度下降，保持车间距离恒定那样的操作。行驶支援电子控制装置60接收物体位置信 息，来向警报控制部72发送控制信号，控制从车内扬声器发出的声音或灯的点亮，W将先 行物体靠近的消息通知