雷达装置的制造方法_3

文档序号:9204140阅读:来源:国知局
车辆到目标的距离检测。因此,根据本实施例的雷达装置10,能 够实时处理、高精度地进行从本车辆到目标的距离检测,并能够使使用了目标检测结果的 应用装置的控制变得响应性良好、高精度的控制。
[0062] 另外,在上述的第1实施例中,天线12的发送天线12a相当于权利要求书中所记 载的"发送单元",天线12的接收天线12b相当于权利要求书所记载的"接收单元"。另外,控 制电路16通过执行如图2所示的程序中步骤110的处理来实现权利要求书所记载的"FFT 变换单元",通过执行步骤120的处理来实现权利要求书所记载的"峰值频率检测单元",通 过执行步骤130的处理来实现权利要求书所记载的"数据提取单元",通过执行步骤140的 处理来实现权利要求书所记载的"FFT逆变换单元",通过执行步骤150、160的处理来实现 权利要求书所记载的"目标检测单元"。
[0063] 另外,在上述的第1实施例中,控制电路16通过执行步骤150的处理来实现权利 要求书中所记载的"高分辨率数据变换单元",通过执行步骤160的处理来实现权利要求书 中所记载的"高分辨率峰值频率检测单元",通过执行上述步骤160的处理所得到的峰值频 率来检测到目标的距离来实现权利要求书中所记载的"距离检测单元"。
[0064] 实施例2
[0065] 图6表示用于说明一般FFT处理的前后进行的处理的流程图。另外,图6中,对于 执行与上述图2所示的步骤相同的处理的步骤,附加同一附图标记来省略其说明。另外,图 7表示表现2个目标相互接近存在的情况下的、仅FFT处理的距离检测结果、第1实施例的 处理的距离检测结果、和第2实施例的处理的距离检测结果的模拟结果的图。另外,图7的 (A)表示雷达装置和2个目标的具体位置关系,图7的(B)表示图7的(A)所示的位置关系 下的仅FFT处理的距离检测结果,图7的(C)表示图7的㈧所示的位置关系下的第1实 施例的处理的距离检测结果,另外,图7的(D)表示图7的(A)所示的位置关系下的第2实 施例的处理的距离检测结果。
[0066] 然而,为了灵敏度良好地检测FFT处理的频谱数据的峰值频率,一般如图6所示, 数据取样后,作为FFT处理的预处理,进行窗口函数运算,并且作为FFT处理的后处理,进行 空白减去处理以及积分处理。另外,窗口函数是以规定有限区间外的数据为零的加权函数, 例如,汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等。另外,积分处理是通过在频率轴上对瞬间连续多次取 样的数据进行积分来实现S/N比的提高的处理。而且,空白减去处理是通过从接收信号减 去预先在无反射波的环境下取样的数据(空白数据)来抑制耦合噪声等电路固有的噪声的 处理。
[0067] 另一方面,若进行上述的预处理以及后处理,则FFT处理的前后对数据进行加工, 所以若将该被加工的数据利用傅里叶逆变换(IFFT)处理变换为时间轴数据,则该时间轴 数据不会返回到所希望的波形的可能性较高。在所述的状况下,即使在该IFFT处理后利用 高分辨率处理变换为频谱数据,也无法精度良好地检测该高分辨率处理的频谱数据的峰值 频率,其结果有可能无法精度良好地检测到目标的距离。
[0068] 例如图7的(A)所示,2个目标(圆柱状)T1、T2前后分离30cm位于从雷达装置的 天线12开始2米左右的位置上的情况下,仅在FFT处理中,无法区分2Ge目标Tl、T2来进 行检测(参照图7的(B))。另外,在上述的第1实施例中,在FFT处理的前后追加上述的预 处理以及后处理,表示2个目标Tl、T2的峰值彼此的大小差比较小(Idb左右),峰值的分 离困难,并且这些峰值彼此的频率间隔(距离间隔)并不与实际的间隔(30cm) -致(50cm 左右;参照图7的(C))。
[0069] 因此,本发明的第2实施例通过控制电路16中的信号处理解决了上述的不相宜, 实现目标检测的精度进一步提高。以下,参照图8,对本实施例的雷达装置10中的检测目标 的手法进行说明。
[0070] 即,本实施例的雷达装置10通过使控制电路16代替图2而执行图8所示的控制 程序来实现。图8表示在本实施例的雷达装置10中控制电路16执行的控制程序的一个例 子的流程图。另外,图8中,对于执行与上述图2所示的步骤相同的处理的步骤,附加相同 附符号来省略其说明。
[0071] 在本实施例中,若控制电路16将来自高频电路14的发送信号和接收信号的差频 信号导入到A/D变换器,按照规定的取样周期进行数据的取样(步骤100),则首先对该取样 数据进行预处理(步骤200)。该预处理是窗口函数运算。而且,之后,通过对该窗口函数运 算后的数字数据实施傅立叶变换(FFT)处理来将时间轴数据变换为频谱数据(步骤210)。
[0072] 接下来,控制电路16对通过上述步骤210中的FFT处理所求出的频谱数据进行后 处理(步骤220以及步骤230)。该后处理是为了针对通过FFT处理所求出的频谱数据,使 峰值变得尖锐而进行的加工处理,具体而言,是上述的积分处理以及上述的空白减去处理。
[0073] 而且,控制电路16与上述步骤120同样地,对上述的后处理后的频谱数据执行使 频率变化的探索,在该频谱数据中检测信号强度为峰值的峰值频率(步骤240)。该后处理 后的频谱数据的峰值频率与后述的使用了 CAPON法的FDI法相比,频率峰值宽度宽、精度 低。
[0074] 控制电路16如上述那样将来自高频电路14的发送信号和接收信号的差频信号 导入到A/D变换器,按照规定的取样周期进行数据的取样后(步骤100),进而与上述步骤 200~240的处理不同,不对取样后的数字数据进行上述的预处理以及后处理,而对该取样 后的数字数据实施傅立叶变换(FFT)处理,将时间轴数据变换为频谱数据(步骤260)。
[0075] 若控制电路16在上述步骤240中检测峰值频率、且在上述步骤260中利用FFT处 理求出频谱数据,则接下来,在利用该步骤260中的FFT处理所求出的频谱数据上截取在该 步骤240中所检测出的峰值频率(以取样频率的1/2为中心的左右两处的峰值频率)附近 的数据,并创建仅该峰值频率附近的频谱数据(步骤270)。
[0076] 另外,来自该频谱数据的峰值频率附近的截取在以峰值频率为中心而预先决定的 频率范围进行即可。另外,该截取后的局部的频谱数据与原始的频谱数据同样地是以取样 频率的1/2为中心左右线对称的波形。但是,在利用混合器进行正交检波的情况下,峰值频 率仅为单侧,该情况下仅截取一处。
[0077] 接下来,控制电路16对上述步骤270中所生成的仅峰值频率附近的频谱数据实施 傅里叶逆变换(IFFT)处理,使该频谱数据返回到时间轴数据(步骤280)。该时间轴数据为 数据量相对于按照最初取样周期取样所得到的取样数据的时间轴数据被削减后的时间取 样数据。
[0078] 而且,控制电路16通过如上述那样对利用IFFT处理所求出的时间轴数据实施高 分辨率处理,来将时间轴数据变换为频谱数据(步骤290),并对该频谱数据执行使频率变 化的探索,在该频谱数据中检测信号强度为峰值的峰值频率(步骤300)。另外,上述的高分 辨率处理使用作为上述的FDI法之一的CAPON法。另外,利用上述的高分辨率处理所求出 的频谱数据的峰值频率与上述的FFT处理相比,频率峰值宽度窄、精度高。
[0079] 控制电路16若如上述那样检测高分辨率处理的频谱数据的峰值频率,则推断为 在与该峰值频率相当的距离本车辆的距离存在目标,检测从本车辆到目标的距离。另外,此 时,峰值频率以存在多个目标的方式有多个时,对每个目标进行距离检测。而且,生成与该 检测距离对应的控制信号,并进行向应用装置的控制输出。
[0080] 这样,在本实施例的雷达装置10中,也能够基于被目标反射的发送信号的反射波 的接收结果,组合FFT处理和利用了 CAPON法的FDI法的高分辨率处理来混合进行检测从 本车辆到目标的距离的信号处理。
[0081] 具体而言,探索利用伴随着针对差频信号的取样数据(全部数据;例如1024点) 的上述预处理以及后处理的FFT处理所求出的频谱数据的整个频率范围来检测比较粗略 的峰值频率,并且与该峰值频率检测并行地,探索利用不伴随针对差频信号的取样数据 (全部数据;例如1024点)的上述的预处理以及后处理的FFT处理求出频谱数据,从该求 出的频谱数据截取上述的检测出的峰值频率附近的数据(例如,以取样频率的1/2为中心 的左右合计32点或16点),并对该截取的数据进行IFFT处理,返回到时间轴数据后再对该 时间轴数据进行高分辨率处理所求出的频谱数据来检测比较精细的峰值频率。
[0082] 根据所述的构成,由于对通过利用了 CAPON法的FDI法的高分辨率处理所求出的 频谱数据的峰值频率进行检测,所以与对仅利用FFT处理所求出的频谱数据的峰值频率进 行检测的构成相比,能够以高的分辨率检测峰值频率,
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