降水判定装置的制作方法

本申请基于在2014年8月8日提出的日本申请号2014-162590号的申请，在此引用其记载内容。

技术领域

本公开涉及基于收发雷达波的结果来判定降水的有无的降水判定装置。

背景技术：

以往，已知一种按照收发雷达波的结果来检测反射了雷达波的反射地点各自的位置以及反射地点各自的相对速度的车载雷达装置(参照专利文献1)。在该专利文献1所记载的车载雷达装置中，基于与反射地点的相对速度以及本车的速度来判定反射地点分别是停止物体还是移动物体。

进一步，在专利文献1所记载的车载雷达装置中，若判定为是停止物体的反射地点的个数小于在天气良好的情况下判定为是停止物体的反射地点的个数亦即判定基准数，则判定为是恶劣天气。

专利文献1：专利第3873967号公报

然而，在从车载雷达装置到停止物体为止的距离较远的情况下，就通过车载雷达装置检测出的被停止物体反射的雷达波的反射地点的个数而言，与天气无关地较少。该情况下，通过车载雷达装置检测出的被停止物体反射的雷达波的反射地点的个数与判定基准数一致，而根据专利文献1所记载的技术，存在尽管本来的天气是恶劣天气(有降水)，也误判定为天气良好的可能性。

即，在以往的判定有无降水的技术中，要求提高降水的有无的判定精度。

技术实现要素：

因此，本公开的目的在于在判定降水的有无的技术中，提高降水的有无的判定精度。

为了实现上述目的而完成的第一发明涉及搭载于移动体的降水判定装置(10)。

第一发明的降水判定装置具备发送单元(32、33、34、36)、接收单元(40、42、43)、解析单元(50、84、S140)、以及降水判定单元(50、84、S350～S380)。

其中，发送单元发送雷达波。第一发明中的雷达波是以一个测定周期具有频率沿着时间轴递增的上升区间以及频率沿着时间轴递减的下降区间的方式进行频率调制后的雷达波。

接收单元接收从发送单元发送出的雷达波的反射波亦即入射波，并对该接收到的入射波混合由发送单元发送出的雷达波，由此导出上升区间以及下降区间的各自的差拍信号。

解析单元执行通过接收单元生成的差拍信号的频率解析，并对上升区间以及下降区间分别导出差拍信号的频谱。

降水判定单元在由解析单元进行的频率解析的结果为在雷达波的发送范围内不存在物体的情况下，判定谱一致度是否在预先规定的规定阈值以上，若其判定的结果为谱一致度在规定阈值以上，则判定为有降水。此外，此处所指的谱一致度表示通过解析单元生成的上升区间以及下降区间的各自的频谱与到入射波的产生源为止的距离越远频率强度越小且到产生源为止的距离越近频率强度越大的降水基准。

根据第一发明的降水判定装置，能够与雷达波的反射地点是否是停止物体以及作为停止物体的反射地点的个数无关地判定降水的有无。

因此，根据第一发明的降水判定装置，能够减少尽管本来的天气是恶劣天气(有降水)，也误判定为天气良好的情况。

进一步，在第一发明的降水判定装置中，在雷达波的发送范围内不存在物体的情况下执行上升区间以及下降区间的各自的频谱与降水基准谱的一致度(谱一致度)是否在规定阈值以上。

而且，根据第一发明的降水判定装置，若判定的结果为一致度在规定阈值以上，则判定为有降水。

即，在第一发明的降水判定装置中，使用仅根据在不存在物体的状况下的入射波导出的频谱来执行降水的有无的判定。

因此，根据第一发明的降水判定装置，能够防止在来自降水物的入射波被埋入来自物体的入射波的状况下，判定降水的有无。

综上，根据第一发明的降水判定装置，能够防止降水的有无的判定精度降低，进而能够提高降水的有无的判定精度。

此外，第一发明的物体包括存在于道路上的物体、存在于该道路的周边的建筑物，例如，汽车、路侧物、信号灯、行人、房屋、大厦等。另外，第一发明中的降水物包括雨滴(雨粒)、雪、雨夹雪等。

然而，本发明的发明人进行深入研究后发现从降水物仅I检波入射波而导出的差拍信号的频谱的上升区间中的强度最高峰值与下降区间中的强度最高峰值的差分为规定范围内。并且，还发现该情况下的差拍信号的频谱的上升区间中的频谱和下降区间中的频谱分别表现为到降水物为止的距离越远频率强度越小，且以强度最高峰值为对称轴成为线对称。

因此，第一发明中的接收单元也可以通过I检波接收入射波。

该情况下，若上升区间中的强度最高峰值与下降区间中的强度最高峰值的差分在预先规定的规定范围内，并且上升区间中的频谱与下降区间中的频谱表现为到入射波为止的产生源的距离越远频率强度越小，且为以强度最高峰值为对称轴的线对称，则第一发明的降水判定单元也可以判定为谱一致度在规定阈值以上。

其中，此处提及的频率峰值是指在通过解析单元导出的频谱中成为极大的各个频率成分。另外，强度最高峰值是指在频率峰值中频率强度最大的频率峰值的频率成分。

根据这样的降水判定装置，在频谱为像上述那样的频率以及频率强度的分布的情况下，能够判定为有降水。

为了实现上述目的而完成的第二发明涉及搭载于移动体的降水判定装置。

第二发明的降水判定装置具备发送单元(32、33、34、36)、接收单元(40、42、43)、方位导出单元(50、84、S150)、以及降水判定单元(50、84、S390)。

第二发明中的发送单元以预先规定的测定周期反复发送雷达波。接收单元由至少2个以上的接收天线接收由发送单元发送出的雷达的反射波亦即入射波。

方位导出单元基于由接收单元接收到的入射波，按照测定周期反复导出表示入射波的产生源各自所存在的方位的方位信息。

降水判定单元计算由方位导出单元按照测定周期导出的方位信息的相关值，若该计算出的相关值在预先设定的设定阈值以下，则判定为有降水。

若入射波的产生源是车辆、路侧物等，则这些物体所存在的存在位置的变化量较小，所以方位信息的时间推移的相关值升高。另一方面，若入射波的产生源是雨滴、雪等降水物，则降水物各自的存在位置随机变化。而且，由于降水物的存在位置的沿着时间轴的变化量较大，所以方位信息的时间推移的相关值降低。

根据利用了这样的特性的第二发明的降水判定装置，能够与雷达波的反射地点是否是停止物体以及作为停止物体的反射地点无关地判定降水的有无。

因此，根据降水判定装置，能够减少尽管本来的天气是恶劣天气(有降水)，也误判定为天气良好的情况，进而能够提高降水的有无的判定精度。

此外，“权利要求书”以及“发明内容”的栏所记载的括弧内的附图标记表示与在作为一个实施方式后述的实施方式中所记载的具体的单元的对应关系，并非限定本发明的技术范围。

附图说明

图1是表示实施方式中的雷达装置的简要结构的框图。

图2是表示雷达装置所执行的目标物体检测处理的处理顺序的流程图。

图3是表示降水判定处理的处理顺序的流程图。

图4是例示降水判定处理中的速度条件的图，(A)是表示车速为0的情况下的频谱的图，(B)是表示车速为速度阈值以上的情况下的频谱的图。

图5是对探索频率范围的决定方法进行说明的说明图。

图6是例示判定降水的有无的判定条件之一的图，(A)是表示降水状态下的上升区间中的频谱的图，(B)是表示降水状态下的下降区间中的频谱的图。

图7是例示判定降水的有无的判定条件之一的图，(A)是表示非降水状态下的方位谱的推移的图，(B)是表示降水状态下的方位谱的推移的图。

图8是表示降水量推定处理的处理顺序的流程图。

图9是表示变形例中的雷达装置的简要结构的框图。

图10是对变形例的雷达装置的判定降水的有无的原理进行说明的说明图，(A)是表示气象状况为降水时的上升区间中的频谱的图，(B)是表示气象状况为降水时的下降区间中的频谱的图。

图11是表示变形例中的雷达装置的配置的说明图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式进行说明。

<车载系统>

图1所示的车载系统1具备雷达装置10和驾驶辅助ECU100，被搭载于四轮汽车等移动体。

雷达装置10将由毫米波段的电磁波构成的连续波作为雷达波发送，并基于接收到被反射的雷达波(入射波)的结果，对反射了雷达波的各目标物体进行检测，并且判定降水的有无。

此外，此处提及的目标物体包含存在于道路上的物体、存在于该道路的周边的建筑物、降水物。此处提及的物体例如包含汽车、路侧物、信号灯、行人等。另外，此处提及的建筑物例如包含房屋、大厦等。此处提及的降水物是因重力在大气中下落或者漂浮的液体或者固体的水，例如，雨滴(雨粒)、雾、雪、雨夹雪等。

驾驶辅助ECU100基于从雷达装置10输入的有关各目标物体的目标物体信息(Lz，Vz，θz)，执行用于辅助由驾驶员进行的车辆的驾驶的处理、向设置于外部的装置发送信息的处理等各种处理。作为有关驾驶辅助的处理，例如，将有接近物的情况警告显示给驾驶员的处理、通过对制动器系统、操舵系统等进行控制来执行用于避免与接近物的碰撞的车辆控制的处理等。

另外，通过此处提及的发送信息的处理来发送的信息例如也可以包含对通过未图示的位置检测装置确定出的本车的位置(例如，纬度、经度)与降水的有无建立有对应关系的信息。而且，通过发送信息的处理发送信息的对象例如也可以是收集来自搭载于各汽车的车载系统1的信息的服务器。

<雷达装置>

雷达装置10具备振荡器32、放大器33、分配器34、以及发送天线36。

振荡器32生成以作为一个测定周期具有交流信号的频率相对于时间直线增加(递增)的上升区间以及频率相对于时间直线减少(递减)的下降区间的方式调制而成的毫米波段的高频信号。

放大器33对振荡器32所生成的高频信号进行放大。分配器34将放大器33的输出电力分配成发送信号Ss和本地信号Ls。发送天线36发射与发送信号Ss相应的雷达波。

雷达装置10还具备接收天线部40、接收开关42、混频器43、放大器44、滤波器45、A/D转换器46、以及信号处理部50。

接收天线部40具有阵列天线，该阵列天线具备接收雷达波的M个(M是2以上的自然数)的天线411～41M。此外，天线411～41M分别分配有频道CH1～CHM。

另外，接收开关42依次选择天线411～41M的任一个，并将来自选择出的天线411～41M的接收信号Sr供给至后级。

混频器43对接收信号Sr混合本地信号Ls，生成表示发送信号Ss与接收信号Sr的频率的差的差拍信号BT。放大器44对由混频器43供给的差拍信号BT进行放大。滤波器45从混频器43所生成的差拍信号BT中除去不需要的信号成分。A/D转换器46对滤波器45的输出进行取样并转换成数字数据。

该信号处理部50具备至少一个公知的微机，该微机至少具备ROM、RAM、CPU。并且，信号处理部50还具备至少一个运算处理装置(例如，DSP)，该运算处理装置用于对经由A/D转换器46获取到的数据执行快速傅立叶变换(FFT)处理等。

该信号处理部50对振荡器32的起动、停止、经由A/D转换器46的差拍信号BT的取样进行控制。

并且，信号处理部50使用差拍信号BT的取样数据，对反射了雷达波的目标物体的位置进行检测，生成有关该目标物体的信息(以下，称为目标物体信息)，并且执行判定降水的有无的目标物体检测处理。信号处理部50还执行在与驾驶辅助ECU100之间收发目标物体检测处理所需要的信息(例如，车速等)以及作为该目标物体检测处理的结果得到的目标物体信息的信息通信处理。

此外，信号处理部50的ROM中储存有用于信号处理部50执行目标物体检测处理的处理程序。

即，雷达装置10作为权利要求书所记载的降水判定装置发挥功能。

雷达装置10经由驾驶辅助ECU100从各种车载装置获取目标物体检测处理的执行所需要的信息。作为该车载装置，包含检测本车的车速的车速传感器、检测本车的操舵角的操舵角传感器。

<雷达装置的动作概要>

在雷达装置10中，若振荡器32按照来自信号处理部50的指令振动，则分配器34对由该振荡器32生成并被放大器33放大后的高频信号进行电力分配，由此生成发送信号Ss以及本地信号Ls。进一步，在雷达装置10中，将上述信号中的发送信号Ss作为雷达波经由发送天线36发送。

而且，从发送天线36发送出的雷达波的反射波(即，入射波)被构成接收天线部40的全部天线411～41M接收，通过接收开关42选择出的接收频道CHi(i＝1～M)的接收信号Sr供给至混频器43。在混频器43中，通过对该接收信号Sr混合来自分配器34的本地信号Ls来生成差拍信号BT。然后，该差拍信号BT在被滤波器45除去不必要的信号成分后被A/D转换器46取样，并被信号处理部50获取。

此外，接收开关42以在雷达波的一个测定周期期间，全部的频道CH1～CHM各以规定次(例如，512次)被选择的方式对其进行切换。另外，A/D转换器46与该切换时机同步地执行取样。即，在雷达波的一个测定周期期间，按照频道CH1～CHM并且按照雷达波的上升区间以及下降区间储存取样数据。

然后，信号处理部50基于差拍信号BT的取样值，检测反射了雷达波的目标物体，并且导出到各目标物体为止的距离Lz、与目标物体之间的相对速度Vz、以及目标物体所存在的方位(以下，称为“到达方位”)θz。然后，将包含有关各目标物体的各信息(距离Lz、相对速度Vz、以及到达方位θz)的信息作为目标物体信息输出至驾驶辅助ECU100等。

如以上说明的那样，雷达装置10构成为所谓的FMCW(频率调制连续波)雷达。

<目标物体检测处理>

接下来，对雷达装置10的信号处理部50所执行的目标物体检测处理进行说明。

目标物体检测处理以预先规定的测定周期起动。

若该目标物体检测处理被起动，则如图2所示，首先，起动振荡器32开始雷达波的发送(S110)。接着，经由A/D转换器46获取差拍信号BT的取样值(S120)，若获取到所需程度的取样值，则通过停止振荡器32来停止雷达波的发送(S130)。

在目标物体检测处理中，对在S120中获取到的差拍信号BT的取样值执行频率解析(在本实施方式中，是FFT处理)，并按照接收频道CH1～CHM且按照上升区间/下降区间求出差拍信号BT的功率谱(S140)。该功率谱表示差拍信号BT所包含的频率和各频率的强度，是权利要求书所记载的频谱的一个例子。

并且，在S140中，还对上升区间检测存在于功率谱上的各频率峰值fbu1～fbum，并且对下降区间检测存在于功率谱上的各频率峰值fbd1～fbdm。频率峰值fbu、fbd是指在频谱中成为极大的频率成分(频段)。此外，检测出的频率峰值fbu、fbd分别意味着有存在成为反射波的产生源的目标物体的候补(以下，称为目标物体候补)的可能性。

在目标物体检测处理中，接着，对频率峰值fbu、fbd分别执行推定与该频率峰值fbu、fbd对应的目标物体候补的到达方位以及表示来自该目标物体候补的入射波的接收电力的到达电力的方位检测处理(S150)。作为该方位检测处理，例如能够使用通过检测由各天线41接收的信号的相位差来检测目标物体的方位的方法，例如，使用公知的MUSIC(Mutiple Signal Classification：多信号分类)、数字波束形成等方法。此外，本实施方式中的到达方位是指相对于在雷达装置10中设定的基准轴，目标物体所存在的方位(角度)。

执行基于在该S150中推定出的到达方位以及到达电力来确定目标物体的目标物体确定处理(S160)。在该S160中，至少执行对匹配、历史连接处理。

此处提及的对匹配是对根据上升区间的差拍信号BT求出的频率峰值fbu1～fbum与根据下降区间的差拍信号BT求出的频率峰值fbd1～fbdm，将可视为被同一目标物体反射了雷达波的彼此进行匹配并登记的处理。以下，将通过对匹配匹配并登记的频率峰值fbu、fbd的组称为频率对。

具体而言，在本实施方式的对匹配中，对上升区间的频率峰值fbu和下降区间的频率峰值fbd的全部的组合判定到达电力的差、以及到达方位的角度差是否在预先规定的允许范围内。若其判定的结果为到达电力的差以及到达方位的角度差均处于允许范围内，则将对应的频率峰值的组设为频率对。

此外，在本实施方式的对匹配中，通过FMCW方式的雷达装置方面公知的方法，对所登记的频率对分别导出从雷达装置10到目标物体候补为止的距离Lz、目标物体候补与本车的相对速度Vz。进一步，在本实施方式的对匹配中，通过从本车的车速减去各个目标物体候补与本车的相对速度Vz，导出各目标物体候补的速度。并且，在对匹配中，将那些导出的距离Lz以及相对速度(速度)Vz加上目标物体候补所存在的方位θz所得到的信息与各频率对建立对应关系，之后登记为目标物体候补。

进一步，在本实施方式的历史连接处理中，基于在本次的测定周期中登记的频率对(以下，称为本周期对)的信息(即，距离Lz、相对速度Vz、方位θz等)和在前一次的测定周期中登记的频率对(以下，称为前周期对)的信息，检测与同一目标物体对应的频率对。

具体而言，在历史连接处理中，基于前周期对的信息来计算与前周期对对应的本周期对的预测位置以及预测速度。然后，在该预测位置、预测速度与根据本周期对求出的检测位置、检测速度的差分(位置差分、速度差分)比预先设定的上限值(上限位置差、上限速度差)小的情况下，判断为有历史连接。将被判断为该历史连接在多个测定周期(例如5个周期)上存在的频率对识别为是确定目标物体。此外，本周期对依次接受历史连接所存在的前周期对的信息(例如，历史连接的次数)。

接着，在目标物体检测处理中，执行判定降水的有无的降水判定处理(S170)。

进一步，在目标物体检测处理中，将在S160中识别出的确定目标物体的各自的目标物体信息(LZ，VZ，θZ)以及在下文中详细描述的降水信息输出至驾驶辅助ECU100(S180)。

之后，结束本周期中的目标物体检测处理。

<降水判定处理>

接下来，对雷达装置10的信号处理部50所执行的降水判定处理进行说明。

若通过目标物体检测处理的S170起动降水判定处理，则如图3所示，首先，判定本车的车速是否在预先规定的速度阈值以上(S310)。此外，此处提及的速度阈值是指可视为汽车缓慢行驶的车速的上限值。

而且，若S310中的判定的结果是本车的车速小于速度阈值(S310：否)，则结束本降水判定处理，并返回至目标物体检测处理。其理由是因为如图4(A)所示，在本车的车速小于速度阈值的情况下，上升区间中的差拍信号BT的功率谱的谱包络与下降区间中的功率谱的谱包络大致相同，难以判定是否满足后述的降水条件。

另一方面，若在S310中的判定的结果为本车的车速在速度阈值以上(S310：是)，则移至S320。其理由是因为如图4(B)所示，在可视为本车以速度阈值以上的速度行驶的情况下，上升区间中的差拍信号BT的功率谱的谱包络与下降区间中的功率谱的谱包络不相同，能够判定是否满足后述的降水条件。

而且，在S320中，获取降水物速度。此处提及的降水物速度是在本降水判定处理中判定为有降水的情况下，在S410中计算的降水物朝向雷达装置10的方向上的速度。

接着，将功率谱中的特定的频率范围决定为探索频率范围(S330)。在本实施方式的探索频率范围的决定中，如图5所示，在上升区间以及下降区间的各自的频谱中，将从与本车的车速对应的频率(距离FFTbin)修正了与在S320中获取到的与前一次的降水物速度对应的频率的量的频率(距离FFT bin)决定为中心频率。此外，此处提及的修正包括对与本车的车速对应的频率加减与降水物速度对应的频率。

而且，将以该决定出的中心频率为中心的预先规定的频率的范围决定为探索频率范围。此处提及的规定的频率的范围包含与降水物变动的距离对应的频率的范围、降水物所存在的可能性较高的频率的范围。

此外，本实施方式中的探索频率范围是权利要求书所记载的对象范围的一个例子。

接着，判定上升区间以及下降区间的各自中的强度最高峰值的接收强度是否在预先规定的强度阈值以上(S340)。强度最高峰值是指频率峰值fbu1～fbum、fbd1～fbdm各自中频率强度(即，接收强度)最大的频率峰值。

若该S340中的判定的结果为强度最高峰值的接收强度小于强度阈值(S340：否)，则结束本降水判定处理，并返回至目标物体检测处理。另一方面，若S340中的判定的结果为强度最高峰值的接收强度在强度阈值以上(S340：是)，则移至S350。

在该S350中，判定在S330中设定的探索频率范围中，是否包含有表示降水物以外的目标物体的频率峰值。具体而言，在S350中，若在与上升区间以及下降区间的探索频率范围的任意一个对应的距离的范围内，包含有在之前的S160中确定出的确定目标物体，则判定为在探索频率范围中包含有表示目标物体的频率峰值。

若该S350中的判定的结果为在探索频率范围中包含有表示目标物体的频率峰值(S350：是)，则结束本降水判定处理，并返回至目标物体检测处理。另一方面，若S350中的判定的结果为在探索频率范围中不包含表示目标物体的频率峰值(S350：否)，则移至S360。

在该S360中，判定上升区间中的强度最高峰值与下降区间中的强度最高峰值的频率差分以及频率强度的差分是否在预先规定的规定范围内。此处提及的规定范围是可视为频率差分或者频率强度的差分为“0”的频率的范围或者频率强度的范围。

若该S360中的判定的结果为上升区间中的强度最高峰值与下降区间中的强度最高峰值的频率差分以及频率强度的差分脱离规定范围(S360：否)，即，若上升区间与下降区间的强度最高峰值不一致，则结束本降水判定处理，并返回至目标物体检测处理。另一方面，若S360中的判定的结果为上升区间中的强度最高峰值与下降区间中的强度最高峰值的频率差分以及频率强度的差分在规定范围内(S360：是)，即，若上升区间与下降区间的强度最高峰值一致，则进入S370。

在该S370中，导出上升区间中的探索频率范围的倾斜比RRu以及下降区间中的探索频率范围的倾斜比RRd。

具体而言，根据下述(1)式导出倾斜比RRu，根据下述(2)式导出倾斜比RRd。

[式1]

RRu＝DSu/DLu (1)

RRd＝DLd/DSd (2)

应予说明，(1)式中的符号DSu是上升区间的频谱中的上升近距离深度，符号DLu是上升区间的频谱的上升远距离深度。

如图6(A)所示，此处提及的“上升近距离深度”是上升区间中的强度最高峰值的频率强度与第一极小峰值的频率强度的频率强度的差分。此处提及的第一极小峰值是在上升区间的频谱中从强度最高峰值朝向近距离方向最初成为极小的频率成分(频段)。以下，将强度最高峰值与第一极小峰值的频率差分称为峰值距离A。

另外，此处提及的“上升远距离深度”是上升区间中的强度最高峰值的频率强度与上升区间的频谱中的第一特定频率成分(频段)的频率强度的频率强度的差分。此外，此处提及的第一特定频率成分是从上升区间的频谱中的强度最高峰值朝向远距离方向偏移了与峰值距离A对应的频率的量后的频率。

进一步，(2)式中的符号DSd是下降区间的频谱的下降近距离深度，符号DLd是下降区间的频谱的下降远距离深度。

如图6(B)所示，此处提及的“下降近距离深度”是下降区间中的强度最高峰值的频率强度与第二极小峰值的频率强度的频率强度的差分。此处提及的第二极小峰值是在下降区间的频谱中从强度最高峰值朝向近距离方向最初成为极小的频率成分(频段)。以下，将强度最高峰值与第二极小峰值的频率差分称为峰值距离B。

另外，此处提及的“下降远距离深度”是下降区间中的强度最高峰值的频率强度与下降区间的频谱中的第二特定频率成分(频段)的频率强度的频率强度的差分。此外，此处提及的第二特定频率成分是从下降区间的频谱的强度最高峰值朝向远距离方向偏移了与峰值距离B对应的频率的量后的频率。

在降水判定处理中，接着，判定倾斜比RRu以及倾斜比RRd双方是否在预先规定的判定阈值以上(S380)。若在该S380中的判定的结果为倾斜比RRu以及倾斜比RRd的至少一方小于判定阈值(S380：否)，则结束本降水判定处理，并返回至目标物体检测处理。另一方面，若S380中的判定的结果为倾斜比RRu以及倾斜比RRd双方在判定阈值以上(S380：是)，则移至S390。

即，在降水判定处理的S380中，若上升区间中的频谱和下降区间中的频谱表现为距离越远频率强度越小，并且上升区间与下降区间中的频谱的谱包络为以强度最高峰值为对称轴的线对称，则移至S390。

在该S390中，判定自相关矩阵规范化误差DD是否在预先设定的设定阈值以上。此处提及的设定阈值是在气象状况是降水状况的情况下的设定为自相关矩阵规范化误差的最小值的值。

此外，在S390中，根据下述(3)式导出自相关矩阵规范化误差DD。

[式2]

其中，(3)式中的符号R¹i是由接收天线40i在时刻t接收到的接收信号的自相关矩阵，符号R²i是由接收天线40i在时刻t+Δt接收到的接收信号的自相关矩阵。此处的Δt是与一个测定周期对应的时间长度。另外，符号abs意味着绝对值。

即，若入射波的产生源是车辆、路侧物等物体，则一个测定周期期间的物体的存在位置的变化量较小。因此，如图7(A)所示，物体所存在的方位θ的时间推移的相关值升高。此处，图7的纵轴是谱强度。另一方面，若入射波的产生源是降水物，则即使在一个测定周期期间，降水物的存在位置也随着时间的经过随机地变化。而且，由于降水物的存在位置的变化量也较大，所以如图7(B)所示，降水物所存在的方位θ的时间推移的相关值降低。此处提及的方位的时间推移，即方位谱的时间推移是权利要求所记载的方位信息的一个例子。

而且，在降水判定处理中，若S390中的判定的结果为自相关矩阵规范化误差DD小于设定阈值(S390：否)，则结束本降水判定处理，并返回至目标物体检测处理。另一方面，若S390中的判定的结果为自相关矩阵规范化误差DD在设定阈值以上(S390：是)，则移至S400。

在接下来的S400中，执行在下文中详细描述的降水量推定处理。该降水量推定处理是推定每单位时间的降水量的处理。

而且，在降水判定处理中，计算降水物速度(S410)。进一步，在S410中，对包含由降水量推定处理推定出的降水量和计算出的降水物速度的降水信息。此外，S410中的降水物速度的计算也可以通过计算各个降水物与本车的相对速度，并从本车的车速减去各降水物与本车的相对速度来执行。此外，计算各个降水物与本车的相对速度的方法也可以使用FMCW雷达方面公知的方法。

之后，结束本降水判定处理。

如以上说明的那样，在降水判定处理中，在满足以下两个条件的情况下，判定为气象状况是有降水的降水状况。

条件之一是表示上升区间以及下降区间的各自的频谱与降水基准谱的一致度的谱一致度在预先规定的规定阈值以上。此处提及的降水基准谱是到入射波的产生源为止的距离越远频率强度越小，距离越近频率强度越大的频谱。

本发明的发明人进行深入研究的结果，发现该降水基准谱为如图4(B)所示那样的谱形状。

即，在气象状况为降水时通过I检波接收来自降水物的入射波的情况下的降水基准谱如图4(B)所示，上升区间的强度最高峰值与下降区间的强度最高峰值一致。另外，上升区间的强度最高峰值的频率强度与下降区间的强度最高峰值的频率强度也一致。

而且，在上升区间的频谱中，到强度最高峰值为止的上升低频区间，频率强度根据频率的增加而增加。在频率比强度最高峰值高的上升高频区间，比上升低频区间低的或窄的频率的区间频率强度减少。

另一方面，在下降区间的频谱中，到强度最高峰值为止的下降低频区间，频率强度根据频率的增加而增加。在频率比强度最高峰值高的下降高频区间，在比下降低频区间高的或宽的频率的范围内频率强度减少。

换言之，在气象状况是降水时通过I检波接收来自降水物的入射波的情况下的降水基准谱如图4(B)所示，上升区间的强度最高峰值与下降区间的强度最高峰值一致，上升区间的谱包络与下降区间的谱包络为以强度最高峰值为对称轴的线对称。

因此，在本实施方式的降水判定处理中，在上升区间与下降区间的强度最高峰值的频率以及频率强度一致(S360：是)，并且倾斜比RRu以及倾斜比RRd双方在判定阈值以上的情况下(S380：是)，判定为谱一致度在规定阈值以上。

条件中的另一个条件是按照测定周期导出的方位谱的相关值在预先设定的阈值以下。

在本实施方式的降水判定处理中，若自相关矩阵规范化误差DD在阈值以上(S390：是)，判定为方位谱的相关值在阈值以下。

<降水量推定处理>

接下来，对降水量推定处理进行说明。

若在降水判定处理的S400中起动该降水量推定处理，则如图8所示，首先，判定强度最高峰值的接收强度(以下，称为峰值电力)是否在预先规定的第一阈值以上(S510)。

若该S510中的判定的结果为峰值电力小于第一阈值(S510：否)，则判定为降水量是第一降水量(S520)。之后，结束本降水量推定处理，并移至降水判定处理的S410。

另一方面，若S510中的判定的结果为峰值电力在第一阈值以上(S510：是)，则判定峰值电力是否在被预先规定为比第一阈值大的值的第二阈值以上(S530)。若该S530中的判定的结果为峰值电力小于第二阈值(S530：否)，则判定为降水量是第二降水量(S540)。此外，第二降水量是指比第一降水量多的降水量。之后，结束本降水量推定处理，并移至降水判定处理的S410。

另一方面，若S530中的判定的结果为峰值电力在第二阈值以上(S530：是)，则判定为降水量是第三降水量(S550)。此外，第三降水量是指比第二降水量多的降水量。之后，结束本降水量推定处理，并移至降水判定处理的S410。

[实施方式的效果]

如以上说明的那样，在本实施方式的降水判定处理中，在上升区间与下降区间的强度最高峰值的频率成分以及频率强度一致，并且倾斜比RRu以及倾斜比RRd双方在判定阈值以上的情况下，判定为谱一致度在预先规定的规定阈值以上(条件1)。另外，在降水判定处理中，若自相关矩阵规范化误差DD在设定阈值以上，则判定为方位谱的相关值是阈值以下(条件2)。

而且，根据雷达装置10，若满足条件1、条件2双方，则能够判定为有降水。

根据这样的雷达装置10，与现有技术不同，能够与雷达波的反射地点是否是停止物体以及作为停止物体的反射地点的个数无关地判定降水的有无。

因此，根据雷达装置10，能够减少尽管本来的天气是恶劣天气(有降水)，也误判定为天气良好的情况。

并且，在降水判定处理中，在雷达波的发送范围内不存在降水物以外的目标物体的情况下执行降水的有无的判定。

即，在降水判定处理中，使用仅根据在不存在目标物体的状况下的入射波导出的频谱，执行降水的有无的判定。

因此，根据雷达装置10，能够防止在来自降水物的入射波被埋入来自目标物体的入射波的状况下，判定降水的有无。

综上，根据雷达装置10，能够防止降水的有无的判定精度降低，进而能够提高降水的有无的判定精度。

另外，由于若入射波的产生源是车辆、路侧物等，则这些物体所存在的存在位置的变化量较小，所以物体所存在的方位的时间推移的相关值升高。另一方面，若入射波的产生源是雨滴、雪等降水物，则降水物的存在位置随机地变化。而且，由于降水物的存在位置的变化量也较大，所以降水物所存在的方位的时间推移的相关值降低。

在降水判定处理中，利用这样的特性，若自相关矩阵规范化误差DD小于设定阈值，则判定为无降水，若自相关矩阵规范化误差DD在设定阈值以上，则判定为有降水。

因此，根据降水判定处理，能够进一步提高降水的有无的判定精度。

另外，在降水判定处理中，在上升区间以及下降区间的各自的强度最高峰值的接收强度在强度阈值以上的情况下执行降水的有无的判定。

即，根据降水判定处理，能够避免在没有降水的可能性较高的情况下判定降水的有无，并能够提高处理速度。

进一步，在降水判定处理中，将用于判定降水的有无的频谱的范围限定为探索频率范围。

结果，根据降水判定处理，能够减少为了判定降水的有无所需要的处理量。

此外，根据本实施方式的降水判定处理，能够减少即使在雷达装置10的设置轴，例如朝向前方设定的雷达的视点方向向车辆高度方向轴偏移(倾斜)来接收来自路面的入射波的情况下，将来自该路面的入射波误判定为来自降水物的入射波。

这是因为，由于基于来自路面的入射波的频谱具有以下的特征，所以与在上述的气象状况是降水时通过I检波接收来自降水物的入射波的情况下的降水基准谱的特征不同。

即，在基于来自路面的入射波的频谱中，具有“在本车的车速在速度阈值以上的情况下，上升区间与下降区间的频率峰值的差分增大”的特征。另外，在基于来自路面的入射波的频谱中，对于与本车的车速对应的频率峰值，具有“在上升区间在比该频率峰值成为近距离的位置形成频率峰值”以及“在下降区间强度分散于该频率峰值的周边的频率”的特征。进一步，在基于来自路面的入射波的频谱中，具有“下降区间中的频率峰值前后不规则分布”的特征。

与此相对，在降水判定处理中，上升区间与下降区间的强度最高峰值中的频率以及频率强度一致(S360：是)，并且倾斜比RRu以及倾斜比RRd双方在判定阈值以上的情况下(S380：是)，能够判定为有降水。

即，根据降水判定处理，通过对在气象状况是降水时通过I检波接收来自降水物的入射波的情况下的频谱中固有的特征进行检测，能够判定为有降水。结果，根据降水判定处理，能够减少即使在雷达装置10的设置轴向车辆高度方向轴偏移来接收来自路面的入射波的情况下，也将来自该路面的入射波误判定为来自降水物的入射波的情况。

另外，在降水判定处理中，计算降水物速度。

若通过收集来自车载系统1的信息的服务器收集该降水物速度并对其进行解析，则能够判定汽车所存在的地域中的更宽的范围的气象状况。

[其它实施方式]

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够以各种实施方式实施。

例如，在上述实施方式的目标物体检测处理中，通过串行处理执行了目标物体确定处理(S160)和降水判定处理(S170)，但在本发明中，也可以通过并行处理来执行目标物体确定处理(S160)和降水判定处理(S170)。对于该情况下的并行处理而言，也可以由信号处理部50所具备的一个微机(或者，DSP)通过所谓的多任务来实现目标物体确定处理(S160)和降水判定处理(S170)。此处提及的“并行处理”也可以由信号处理部50所具备的多个微机(或者，DSP)分别独立地执行目标物体确定处理(S160)和降水判定处理(S170)来实现。

然而，在上述实施方式的雷达装置10中，通过I检波(相位检波)接收入射波来生成差拍信号，但应用本发明的雷达装置10并不限于此。

即，如图9所示，应用本发明的雷达装置10也可以具备振荡器32、放大器33、分配器34、发送天线36、接收天线部40、接收开关42、放大器72、混频器74、76、相移电路78、滤波器80、A/D转换器82、以及信号处理部84。

混频器74对被放大器72放大后的接收信号Sr混合被分配器34分配的本地信号L，生成作为差拍信号的实际成分的I信号BTI。

相移电路78是使信号的相位偏移的公知的电路，使来自分配器34的输出(即，本地信号L)的相位偏移90°(π/2[rad])。混频器76对被放大器72放大后的接收信号Sr混合通过相移电路78使相位偏移后的偏移本地信号LS，生成作为差拍信号的虚拟成分的Q信号BTQ。

滤波器80是分别从来自混频器74的I信号BTI以及来自混频器76的Q信号BTQ除去不必要的信号成分的一对滤波器。A/D转换器82分别对从滤波器80输出的I信号BTI以及Q信号BTQ进行取样，并转换成数字数据。信号处理部84执行包含上述的降水判定处理的目标物体检测处理。

即，本发明的雷达装置10也可以构成为通过IQ检波(正交检波)接收入射波来生成差拍信号，并判定目标物体的有无以及降水的有无。

图10(A)是表示在执行IQ检波的情况下气象状况为降水时的上升区间中的频谱的图，图10(B)是表示在执行IQ检波的情况下气象状况为降水时的下降区间中的频谱的图。

如这些图10(A)、图10(B)所示，可知气象状况为降水时的上升区间中的频谱与气象状况为降水时的下降区间中的频谱表现为到入射波的产生源为止的距离越远频率强度越小，并且相似。

因此，在图9所示的雷达装置10中的降水判定处理中，也可以为若上升区间与下降区间中的频谱表现为到入射波的产生源为止的距离越远频率强度越小，并且相似，则判定为满足上述的条件1。

在图9所示的雷达装置10中，能够提高降水的有无的判定精度。

另外，在上述实施方式的降水判定处理中，执行了S390，但在本发明中，也可以不执行S390。即，也可以在降水判定处理中，省略S390。

另外，在本发明中，也可以省略S350～S380的所有步骤的执行。该情况下，应用本发明的雷达装置并不限于FMCW雷达。

即，应用这样的发明的雷达装置具备：以预先规定的测定周期反复发送雷达波的发送部、利用至少2个以上的接收天线接收由发送部发送出的雷达的反射波亦即入射波的接收部、以及基于收发的结果执行目标物体检测处理的控制部，只要是能够执行方位解析的雷达装置，既可以是脉冲雷达，也可以是双频雷达。

进一步，也可以对一个移动体搭载多台雷达装置10。该情况下，例如，如图11所示，也可以以雷达波的照射区域的至少一部分为非重叠的方式，搭载于汽车的前保险杠的两端。

在以这样的方式搭载雷达装置10的情况下，在通过一个雷达装置101中的降水判定处理的S410计算降水物速度时，也可以利用由另一个雷达装置102计算出的降水物速度。即，也可以在雷达装置101中计算降水物速度时，对通过雷达装置101计算出的降水物速度和通过雷达装置102计算出的降水物速度进行矢量合成，由此计算降水物速度。

在上述实施方式中，将搭载雷达装置10的对象设为四轮汽车，但在本发明中，搭载雷达装置10的对象并不限定于四轮汽车。例如，也可以是摩托车、自行车、飞机、船舶等。即，搭载雷达装置10的对象只要是移动体则可以是任何物体。

此外，省略了上述实施方式的结构的一部分的实施方式也是本发明的实施方式。另外，对上述实施方式和变形例适当地进行组合而构成的实施方式也是本发明的实施方式。另外，在不脱离根据权利要求书所记载的语句确定的发明的本质的范围内能够想到的所有的实施方式都是本发明的实施方式。

另外，本发明除了上述的降水判定装置以外，还能够以为了检测降水的有无而由计算机执行的程序、检测降水的有无的方法等各种方式来实现。

附图标记说明

1…车载系统；10…雷达装置；32…振荡器；33…放大器；34…分配器；36…发送天线；40…接收天线部；42…接收开关；43、74、76…混频器；44、72…放大器；45、80…滤波器；46、82…A/D转换器；50、84…信号处理部；78…相移电路；100…驾驶辅助ECU。