本發(fā)明涉及被搭載于車輛并使用雷達波來進行目標物檢測等的車載雷達裝置。

背景技術：

在車載雷達中，存在不僅接收從本車輛的車載雷達送出的雷達波的反射波，還接收從對開車、并行車等存在于本車輛的附近的其他車輛的車載雷達送出的雷達波的情況。由此，存在產生所謂的車載雷達彼此的干擾的情況。

在使用FMCW作為雷達波的情況下，若產生與從其他裝置發(fā)送的FMCW、多頻CW的干擾，則差拍信號(Beat Signal)的波形成為在應檢測的差拍信號的波形重疊了由干擾引起的頻率較高的信號成分的波形而成的波形(參照圖5的(a))。

著眼于該點，已知有提取差拍信號的信號電平為極大或者極小的極點，若提取出的極點的出現(xiàn)定時為非周期性的，則判斷為產生了與其它的車載雷達裝置的干擾的技術(例如參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2008-232830號公報

另外，在發(fā)送波為FMCW且干擾波為FMCW或者CW的情況下，有在成為車載雷達裝置的處理對象的差拍信號的頻帶內出現(xiàn)干擾的影響(發(fā)送波與干擾波的差頻成分)的情況。這如圖6的(a)以及(b)所示那樣，限于相互干擾的雷達波的頻率相互交叉的附近的短期間。因此，能夠通過例如以軟件方式對受到干擾的影響的部分的波形進行整形，來抑制干擾的影響。

但是，在本裝置使用多頻CW作為雷達波的情況下，若與從其他裝置發(fā)送的CW波發(fā)生干擾(多頻CW彼此的干擾)，則如圖6的(b)所示那樣，在兩者的發(fā)送期間相互重疊的期間，干擾的影響持續(xù)出現(xiàn)。因此，存在根據(jù)發(fā)送期間的重疊情況而難以采用上述的以軟件方式進行波形整形的應對方法的情況。

技術實現(xiàn)要素：

一實施方式提供一種應對多頻CW雷達彼此的干擾的車載雷達裝置。

一實施方式的車載雷達裝置具備干擾判斷單元、選擇單元以及頻率變更單元。干擾判斷單元基于通過混合雷達波的發(fā)送信號和接收信號而生成的差拍信號，來判斷作為雷達波的多頻CW彼此有無干擾。選擇單元在由干擾判斷單元判斷為有干擾的情況下，根據(jù)干擾的產生狀況，選擇本裝置或者作為干擾對象的對象側裝置中的任意一個。頻率變更單元在由選擇單元選擇了上述本裝置的情況下，變更從上述本裝置發(fā)送的多頻CW的中心頻率。

附圖說明

圖1是表示車載雷達裝置的整體構成的框圖。

圖2是表示第一實施方式中的雷達傳感器的動作時間表的時間圖。

圖3是與在檢測到2FCW彼此的干擾時變更2頻CW的頻率的控制的內容相關的說明圖。

圖4是第一實施方式中的2FCW目標物檢測處理的流程圖。

圖5是與用于干擾的判斷的干擾區(qū)間相關的說明圖。

圖6是與干擾的產生狀況相關的說明圖。

圖7是表示第二實施方式中的雷達傳感器的動作時間表的時間圖。

圖8是第二實施方式中的2FCW目標物檢測處理的流程圖。

具體實施方式

以下，與附圖一起對本發(fā)明的實施方式進行說明。

[第一實施方式]

＜整體構成＞

應用了本發(fā)明的車載雷達裝置1如圖1所示那樣具備一對雷達傳感器3(3R、3L)以及綜合處理部5。

＜雷達傳感器＞

雷達傳感器3被分別設置于車輛后端所設置的保險杠的左右兩端，均具有同樣的構成。以下，在需要特別識別的情況下，將位于保險杠的右端的雷達傳感器3稱作右傳感器3R，將位于保險杠的左端的雷達傳感器3稱作左傳感器3L。設定為：右傳感器3R將從車輛的右側方遍及至右后方的區(qū)域作為探測范圍，左傳感器3L將從車輛的左側方遍及至左后方的區(qū)域作為探測范圍。

雷達傳感器3具備：帶PLL(Phase Locked Loop：鎖相環(huán))電路的電壓控制振蕩器10、分配器14、發(fā)送天線16、接收天線部20、接收開關22、混頻器24、放大器26、LPF(Low Pass Filter：低通濾波器)27、A/D(模擬-數(shù)字)轉換器28以及信號處理部30。

帶PLL電路的電壓控制振蕩器10是具備基準信號振蕩器、分頻器、相位比較器、電壓控制振蕩器等的公知的振蕩器，通過控制分頻器中的分頻數(shù)，生成具有根據(jù)來自信號處理部30的頻率控制信號Cf的頻率的毫米波段的信號。分配器14將帶PLL電路的電壓控制振蕩器10的輸出電力分配成發(fā)送信號Ss和本地信號L，并將發(fā)送信號Ss提供給發(fā)送天線16，將本地信號L提供給混頻器24。發(fā)送天線16根據(jù)發(fā)送信號Ss發(fā)射雷達波。

接收天線部20由接收雷達波的N個天線構成。接收開關22按順序選擇構成接收天線部20的天線中的任意一個，并將來自選擇出的天線的接收信號Sr提供給混頻器24。混頻器24對接收信號Sr混合本地信號L來生成差拍信號B，并提供給放大器26。放大器26對差拍信號B進行放大并提供給LPF27。將A/D轉換器28中的采樣頻率作為fs，LPF27從被放大器26放大后的差拍信號B中去除具有fs/2以上頻率的信號成分并提供給A/D轉換器28。A/D轉換器28以采樣頻率fs對LPF27的輸出進行采樣來轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)(以下稱作“采樣數(shù)據(jù)”)Db，并提供給信號處理部30。

應予以說明的是，將構成接收天線部20的N個天線分別分配給信道ch1～chN。將每1個信道的采樣頻率設為fps，A/D轉換器28的采樣頻率被設定為fs＝N×fps。另外，將與目標的檢測范圍對應的差拍信號B的頻率區(qū)域作為檢測頻率區(qū)域，每1個信道的采樣頻率fps被設定為比該檢測頻率區(qū)域的上限頻率(最大差拍頻率)的2倍大的值(優(yōu)選為上限頻率的4倍以上)，被設定為進行所謂的過采樣。

信號處理部30以由CPU、ROM、RAM構成的公知的微型計算機為中心構成，并且具備對經由A/D轉換器28獲取的數(shù)據(jù)執(zhí)行高速傅立葉變換(FFT)處理等信號處理的運算處理裝置。信號處理部30至少執(zhí)行發(fā)送處理和目標物檢測處理。在發(fā)送處理中，通過按照來自綜合處理部5的定時信號TCi(針對右傳感器3R為TC1，針對左傳感器為TC2)并根據(jù)預先決定的時間表生成頻率控制信號Cf，由此發(fā)送所希望的雷達波。在目標物檢測處理中，基于在雷達波的發(fā)送期間中得到的采樣數(shù)據(jù)Db生成與反射了雷達波的目標相關的信息(目標物信息)TG，并將該目標物信息TG提供給綜合處理部5。

以下，對信號處理部30執(zhí)行的發(fā)送處理、目標物檢測處理進行說明。

＜發(fā)送處理＞

在發(fā)送處理中，如圖2所示，若被輸入定時信號TCi，則生成頻率控制信號Cf，以便僅在預先設定的恒定的動作期間(Active)的期間發(fā)送雷達波。但是，定時信號TCi被交替地輸入至右傳感器3R和左傳感器3L，總是控制成任意一方為動作期間，則另一方為休止期間(Sleep)。

在動作期間中，其前半段作為FMCW雷達進行動作，后半段作為2頻CW(2FCW)雷達進行動作。其中，將通過電波法規(guī)定的200MHz寬度(24.05GHz～24.25GHz)的頻帶劃分為由10MHz寬度(24.05GHz～24.06GHz)的下部CW帶、180MHz寬度(24.06～24.24GHz)的FMCW帶以及10MHz寬度(24.24GHz～24.25GHz)的上部CW帶構成的三個頻帶。將FMCW帶分配給FMCW調制(右傳感器3R以及左傳感器3L共用)。將下部CW帶分配給右傳感器3R的2FCW調制。將上部CW帶分配給左傳感器3L的2FCW調制。

在FMCW調制中，使用FMCW帶的全頻區(qū)域來生成調制寬度ΔF_FMCW為180MHz的FMCW。

在2FCW調制中，使用頻率差被設定為ΔF_2FCW＝1MHz的2種頻率F0、F1(＝F0+ΔF_2FCW)。以下，以R＿F0、R＿F1表示在右傳感器3R中使用的2種頻率，以RF表示其中心頻率。以L＿F0、L＿F1表示在左傳感器3L中使用的2種頻率，以LF表示其中心頻率。如圖3所示，在右傳感器3R中，被設定為：將中心頻率RF被設定為與下部CW帶的下限頻率一致的頻率R＿F0、R＿F1作為原位(HomePosition)，并且能夠使中心頻率RF每次增加規(guī)定的步進頻率F_STEP。另一方面，在左傳感器3L中，被設定為：將中心頻率LF被設定為與上部CW帶的上限頻率一致的頻率L＿F0、L＿F1作為原位，并且能夠使中心頻率LF每次降低步進頻率F_STEP。在此，步進頻率被設定為F_STEP＝15MHz，頻率的切換級數(shù)被設定為包括原位共7級。

應予以說明的是，在雷達傳感器3起動時，在2FCW調制中使用的頻率被初始設定為原位。另外，步進頻率F_STEP基于LPF27的截止特性，并基于通帶的上限頻率與相對于該上限頻率振幅充分小(例如1/10)的頻率的差來設定。

＜目標物檢測處理＞

目標物檢測處理由基于在FMCW調制期間得到的采樣數(shù)據(jù)的處理亦即FMCW目標物檢測處理和基于在2FCW調制期間得到的采樣數(shù)據(jù)的處理亦即2FCW目標物檢測處理構成，在不進行雷達波的收發(fā)的停止期間中被執(zhí)行。FMCW目標物檢測處理也包括產生了與從其他車輛送出的雷達波(FMCW、2FCW)的干擾的情況下的應對，是公知的處理，因此省略說明。

以下，按照圖4所示的流程圖對2FCW目標物檢測處理進行說明。

若本處理起動，則信號處理部30的CPU(以下稱作信號處理部30)首先在步驟S110中，讀出在2FCW調制期間獲取到的采樣數(shù)據(jù)Db。在接下來的步驟S120中，信號處理部30針對對于預先設定的一個指定信道而獲取到的采樣數(shù)據(jù)執(zhí)行頻率解析處理(在此為FFT處理)。

在接下來的步驟S130中，信號處理部30將根據(jù)步驟S120中的處理結果計算出的噪聲基底與基于前一次的處理周期為止的處理結果計算出的噪聲基底的基準值進行比較(相對于基準值)，判斷是否上升預先設定的規(guī)定值以上。在噪聲基底未上升的情況下(S130：否)，設為未產生干擾，處理進入至步驟S180。在噪聲基底上升的情況下(S130：是)，設為產生干擾，處理進入至步驟S140。

換句話說，在干擾波為FMCW的情況下，來自本裝置的發(fā)送波(在此為2FCW)與干擾波的頻率交叉的附近的差頻成分(參照圖6的(b))出現(xiàn)在目標的檢測所必需的頻帶(以下稱作“檢測對象頻帶”)，這使噪聲基底上升。另一方面，在干擾波為2FCW的情況下，若來自本裝置的發(fā)送波與干擾波使用相同的頻率F0、F1，則由于兩裝置的發(fā)送定時的不同，出現(xiàn)2FCW的差頻ΔF_2FCW(＝F1-F0)的噪聲。該差頻成分雖然從檢測對象頻帶偏離，但通過A/D轉換器28進行過采樣，在LPF27中未被充分去除。因此，作為FFT處理的結果，差頻成分被折回至檢測對象頻帶并被檢測出，使噪聲基底上升。換句話說，通過調查噪聲基底，無論干擾波為FMCW還是2FCW，均能夠檢測有無干擾。

在步驟S140中，信號處理部30基于采樣數(shù)據(jù)(參照圖5的(a))計算采樣點間的差拍信號的信號電平的變化量DV(參照圖5的(b))。在接下來的S150中，信號處理部30判斷是否存在變化量的絕對值|DV|為預先設定的電壓閾值Vth以上的干擾區(qū)間。該電壓閾值Vth被設定為在差拍信號被重疊了1MHz以上的噪聲成分的情況下所檢測出的變化量DV的下限值。

在不存在干擾區(qū)間的情況下(S150：否)，設為未產生需要應對的程度的干擾，處理進入至S180。在存在干擾區(qū)間的情況下(S150：是)，設為需要對干擾的應對，處理進入至S160。

在S160中，信號處理部30判斷干擾區(qū)間的長度是否為預先設定的時間閾值Tth以上。對于該時間閾值Tth而言，使用在干擾波為FMCW的情況下，基于在檢測對象頻帶出現(xiàn)干擾的影響的持續(xù)期間的觀測結果而預先設定的時間。具體地說，時間閾值Tth被設定為比該持續(xù)期間的長度大的值。

在干擾區(qū)間長度比時間閾值Tth小的情況下(S160：否)，判斷為干擾波是FMCW，處理進入至S170。另一方面，在干擾區(qū)間長度為時間閾值Tth以上的情況下(S160：是)，判斷為干擾波是2FCW，處理進入至S220。

在S220中，信號處理部30判斷干擾區(qū)間是否產生在2FCW調制區(qū)間的開始側端。換句話說，只要來自本裝置的發(fā)送波與干擾波的發(fā)送定時不一致，如圖6的(c)所示那樣，干擾區(qū)間產生在發(fā)送波的開始側端或者結束側端中的任意一個。在干擾對象的裝置中，干擾區(qū)間在與本裝置的相反側端產生。通過利用該關系能夠確定出產生干擾的裝置。

在干擾區(qū)間產生在2FCW調制區(qū)間的結束側端的情況下(S220：否)，直接結束本處理。在產生在開始側端的情況下(S220：是)，在S230中，信號處理部30進行使2FCW的頻率跳頻(使中心頻率向遠離原位的方向變化一個等級)的設定，結束本處理。由此，在下次的動作期間的2FCW調制中，使用跳頻后的頻率。應予以說明的是，在中心頻率的當前設定已經成為最高級的情況下，可以將該主旨報告給駕駛員，在恒定期間的期間內，停止處理結果的輸出，也可以使中心頻率變化至原位。

在S170中，由于干擾區(qū)間較短，因此，信號處理部30執(zhí)行將干擾區(qū)間的波形平滑化的波形整形運算，并進入至S180。在該波形整形運算中，修正干擾區(qū)間內的采樣數(shù)據(jù)，以使得干擾區(qū)間的前后的波形連續(xù)地連接。該處理針對全信道的采樣數(shù)據(jù)執(zhí)行。

在S180中，基于在前面的S110中獲取到的采樣數(shù)據(jù)，或者在前面的S170中實施了波形整形運算的情況下基于該波形整形運算后的采樣數(shù)據(jù)，信號處理部30按照各信道且按照各頻率F0、F1執(zhí)行差拍信號的頻率解析(在本實施方式中為FFT處理)。

應予以說明的是，在FFT處理中，可以直接使用過采樣的數(shù)據(jù)，但也可以使用為了去除檢測對象頻帶以外的不需要的頻率成分而降頻變換而得的數(shù)據(jù)(在時間軸上進行稀疏而得的數(shù)據(jù))。

在接下來的S190中，信號處理部30根據(jù)S180中的處理結果，使用2FCW雷達中的公知的方法來生成至少包括距離、速度、方位的目標物信息TG，并執(zhí)行將其輸出至綜合處理部5的處理，進入至S200。

在S200中，信號處理部30判斷從在前面說明的S230中使頻率從原位變化起的經過時間是否超過預先設定的等待時間。在經過時間未超過等待時間的情況下(S200：否)，直接結束本處理。另一方面，在經過時間超過等待時間的情況下(S200：是)，在S210中，信號處理部30將在2FCW調制中使用的頻率F0、F1的設定返回至原位，并結束本處理。

應予以說明的是，將等待時間設定得比產生干擾的狀況中的、干擾狀態(tài)持續(xù)最久的狀況下的干擾的持續(xù)時間長即可。例如，可以使用在停車場等從起動發(fā)動機起至進行某種程度移動為止所需要的平均時間等，在該情況下，考慮設定為8秒左右。

＜動作＞

在車載雷達裝置1中，根據(jù)噪聲基底的上升來檢測干擾的有無，并且根據(jù)干擾區(qū)間的長度來識別干擾波是FMCW還是2FCW。并且，若干擾波為FMCW，則修正采樣數(shù)據(jù)，以便對與干擾區(qū)間對應的差拍信號的波形進行整形，并使用該修正后的數(shù)據(jù)進行FFT處理、目標物信息的生成。另外，若干擾波為2FCW，則放棄采樣數(shù)據(jù)，并且僅在根據(jù)干擾的狀態(tài)確定出的本裝置以及對象側裝置的一方將2FCW的頻率進行跳頻，由此抑制在下次的動作期間的2FCW期間再次產生干擾。

＜效果＞

如以上說明的那樣，根據(jù)車載雷達裝置1，在產生2FCW彼此的干擾的情況下，僅在本裝置以及對象側裝置的一方變更2FCW的中心頻率，因此能夠避免繼續(xù)產生干擾。

由此，即使在搭載相同的車載雷達裝置1的車輛彼此在道路上并行、交錯的情況下、在停車場等相鄰的情況下，也能夠抑制干擾的影響而高精度地進行目標的檢測。因此，能夠提高利用了該檢測結果的各種控制的可靠性。

[第二實施方式]

第二實施方式的基本構成與第一實施方式相同，因此，對共同的構成省略說明，以不同點為中心進行說明。

在上述的第一實施方式中，在產生2FCW彼此的干擾的情況下，僅在本裝置以及對象側裝置的一方規(guī)則地變更2FCW的中心頻率。與此相對，在第二實施方式中，在本裝置以及對象側裝置這兩方隨機地變更2FCW的中心頻率這一點與第一實施方式不同。

以下，對信號處理部30執(zhí)行的發(fā)送處理、2FCW目標物檢測處理進行說明。

＜發(fā)送處理＞

在發(fā)送處理中，如圖7所示，僅動作期間中的后半段中的、作為2FCW雷達進行動作時使用的2FCW的中心頻率的設定與第一實施方式不同。

具體地說，將通過電波法規(guī)定的200MHz寬度(24.05GHz～24.25GHz)的整體作為允許頻帶，從在該允許頻帶以20kHz步進設定的10000種中心頻率中隨機地選擇任意一種來使用。但是，在裝置起動時，分配允許頻帶的下限頻率作為在右傳感器3R的2FCW調制中使用的中心頻率的初始值，分配允許頻帶的上限頻率作為在左傳感器3L的2FCW調制中使用的中心頻率的初始值。應予以說明的是，中心頻率的初始值并不局限于此，也可以從開頭隨機地分配。

＜2FCW目標物檢測處理＞

接下來，使用圖8的流程圖對代替第一實施方式的2FCW目標物檢測處理(參照圖4)而執(zhí)行的2FCW目標物檢測處理進行說明。應予以說明的是，S110～S190與第一實施方式的情況相同，因此省略說明。另外，在本實施方式中，省略第一實施方式中的S200～S230，代替S220、S230而執(zhí)行S240。

即，在S160中，在干擾區(qū)間長度為時間閾值Tth以上且判斷為干擾波是2FCW的情況下(S160：是)，在S240中，信號處理部30進行使2FCW的頻率隨機地跳頻(從允許頻帶中的10000種設定中隨機地選擇任意一種并使中心頻率變化為該任意一種)的設定，并結束本處理。

＜動作＞

在本實施方式中，若檢測到2FCW彼此的干擾，則放棄采樣數(shù)據(jù)，并且檢測到干擾的本裝置以及對象側裝置這雙方使2FCW的頻率隨機地跳頻，由此抑制在下次的動作期間的2FCW期間再次產生干擾。

＜效果＞

根據(jù)以上詳述的第二實施方式，能夠通過更加簡單的控制得到與上述的第一實施方式的情況相同的效果。

[其它的實施方式]

以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但當然本發(fā)明并不局限于上述實施方式，能夠采用各種方式。

(1)在上述實施方式中，綜合處理部5與信號處理部30獨立地設置，但也可以構成為右傳感器3R以及左傳感器3L的一方的信號處理部30兼任綜合處理部5。也可以將信號處理部30從兩傳感器3R、3L分離而與綜合處理部5一體地構成。

(2)在上述實施方式中，在干擾波為2FCW的情況下，根據(jù)產生2FCW期間中的干擾的定時來決定本裝置以及對象側裝置中的哪一個變更2FCW的中心頻率，但并不局限于此。例如，在構成為在接收電路中執(zhí)行IQ檢波的情況下，也可以根據(jù)發(fā)送波與干擾波中的哪個的頻率較高來決定。

(3)在上述實施方式中，在使2FCW的中心頻率跳頻的情況下，作為至原位的頻率的時間即等待時間，使用固定值，但也可以根據(jù)狀況可變。例如，也可以根據(jù)本車速可變地設定等待時間。在該情況下，具體地說，考慮在本車速小于10km/h時設定為8秒，在10km/h以上時設定為4秒。另外，也可以根據(jù)變速器的齒輪的設定來可變地設定等待時間。在該情況下，具體地說，考慮在齒輪的設定為前進時設定為4秒，在為后退時設定為8秒。換句話說，在直至消除干擾所需要的平均時間較長的狀況時，較長地設定等待時間，在其相反狀況下，較短地設定等待時間即可。

(4)在上述實施方式中示出了將本發(fā)明應用于2FCW的例子，但也可以代替此而應用于使用三個以上的頻率的多頻CW。

(5)本發(fā)明的各構成要素是概念，并不限定于上述實施方式。例如，也可以將一個構成要素具有的功能分散給多個構成要素、或者將多個構成要素具有的功能綜合于一個構成要素。另外，也可以將上述實施方式的構成的至少一部分置換為具有同樣的功能的公知的構成。另外，也可以對其它的上述實施方式的構成附加、置換上述實施方式的構成的至少一部分等。

一實施方式的車載雷達裝置具備干擾判斷單元、選擇單元以及頻率變更單元。干擾判斷單元基于通過混合雷達波的發(fā)送信號和接收信號而生成的差拍信號，來判斷作為雷達波的多頻CW彼此有無干擾。選擇單元在由干擾判斷單元判斷為有干擾的情況下，根據(jù)干擾的產生狀況，選擇本裝置或者作為干擾對象的對象側裝置中的任意一個。頻率變更單元在由選擇單元選擇了上述本裝置的情況下，變更從上述本裝置發(fā)送的多頻CW的中心頻率。

根據(jù)這樣的構成，僅在引起干擾的本裝置以及對象側裝置的一方變更多頻CW的中心頻率，因此，能夠將因干擾而產生的噪聲成分的頻率變換至能夠容易進行與信號成分的分離的、充分高的頻帶。換句話說，即使產生多頻CW彼此的干擾，由于進行這樣的應對，因此，也能夠去除干擾的影響。

另外，本實施方式的車載雷達裝置也可以由干擾判斷單元以及頻率隨機變更單元構成。干擾判斷單元基于通過混合雷達波的發(fā)送信號和接收信號而生成的差拍信號，來判斷作為雷達波之一的多頻CW彼此有無干擾。頻率隨機變更單元在由干擾判斷單元判斷為有干擾的情況下，在預先設定的允許頻率范圍內隨機地變更從本裝置發(fā)送的多頻CW的中心頻率。

根據(jù)這樣的構成，在引起干擾的本裝置以及對象側裝置的雙方隨機地變更多頻CW的中心頻率。其結果是，在變更后，因干擾而產生的噪聲成分的頻率在多數(shù)的情況下被變換至能夠容易進行與信號成分的分離的、充分高的頻帶。換句話說，即使產生多頻CW彼此的干擾，由于進行這樣的應對，因此，也能夠去除干擾的影響。

應予以說明的是，在權利要求書所記載的括弧內的附圖標記表示與作為一方式而后述的實施方式所記載的具體單元的對應關系，并不限定本發(fā)明的技術范圍。

另外，本發(fā)明除了以上述的車載雷達裝置來實現(xiàn)外，也可以以將該車載雷達裝置作為構成要素的各種系統(tǒng)、用于使計算機作為該車載雷達裝置發(fā)揮功能的程序、避免干擾方法等各種方式來實現(xiàn)。