雷达装置及定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了雷达装置。装载于作为移动物体的车辆上的、多普勒校正相位旋转控制单元(500)，基于车速(Vc)计算用于校正起因于作为移动物体的车辆的移动的多普勒频率的多普勒校正相位旋转量，每发送周期相位旋转单元(102)对于雷达发送信号，根据多普勒校正相位旋转量，对雷达发送信号的每个发送周期预先进行多普勒频率分量(fdm)的校正。

【技术实现步骤摘要】
雷达装置及定位方法
本专利技术涉及检测多普勒频率来检测雷达和对象目标(目标)之间的相对速度的雷达装置及定位方法。
技术介绍
近年来，不断开展可得到高分辨率的使用了包含微波或毫米波的短波长的雷达发送信号的雷达装置的研究。此外，为了提高室外的安全性，要求开发在广角范围探测除车辆以外、还包含行人的对象目标(目标(target))的雷达装置(广角雷达装置)。目标(对象目标)或雷达装置的至少一个移动的情况下，雷达反射波受到与目标和雷达装置之间的相对速度成比例的量的多普勒频移。为此，雷达装置通过检测目标的多普勒频率，能够计算目标和雷达之间的相对速度。作为多普勒频率的检测方法，例如在专利文献1中公开了采用对例如N个不同的时刻的发送脉冲的接收脉冲，通过FFT(FastFourierTransform：快速傅立叶变换)处理变换到频域，从频谱峰值检测多普勒频率的FFT处理的方法。再有，多普勒频率的检测方法也可以采用DFT(DiscreatFourierTransform：离散傅立叶变换)，取代FFT。相比采用了DFT处理的方法，采用了FFT处理的方法的运算量少，使用频度也大，所以在以下说明采用了FFT处理的方法。再有，多普勒频率的检测方法是即使采用了DFT处理的情况也可得到同样的效果。这里，在采用了FFT处理的方法中，在超过采样定理的多普勒频率分量包含于接收脉冲的情况下，在FFT结果中发生多普勒频率折叠。在采用了FFT处理的方法中，作为通过检测发生的多普勒频率的折叠分量，并校正检测出的折叠分量来扩大最大速度检测范围的方法，例如有专利文献2所公开的技术。在专利文献2中，公开了通过检测并校正多普勒频率的分量折叠，扩大采用了FFT处理的方法的最大速度检测范围的方式(交错方式)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-131421号公报专利文献2：日本特开2014-89115号公报
技术实现思路
交错方式发送两类的发送周期PRI(PulseRepetitionInterval)。因此，由于使两类的反复周期PRI中得到的峰值多普勒频谱的加法增益相同，所以与不使用交错方式的方式比较，交错方式需要2倍的发送时间。本专利技术鉴于这样的情况而完成，本专利技术的目的在于，提供能够抑制发送时间，从而扩大最大速度检测范围的雷达装置。本专利技术的一方式的雷达装置是装载于移动物体上的雷达装置，包括：雷达发送单元，对每个雷达发送周期Tr反复发送包含脉冲压缩码的、校正了基于所述移动物体的移动速度的多普勒频率分量的雷达发送信号；雷达接收单元，包含接收被目标反射了所述校正后的雷达发送信号的反射波信号的1个以上的接收分支；以及多普勒校正相位旋转控制单元，基于所述移动物体的移动速度，确定用于校正所述多普勒频率分量的多普勒校正相位旋转量，所述雷达发送单元包括：雷达发送信号生成单元，生成所述雷达发送信号；以及每发送周期相位旋转单元，基于所述多普勒校正相位旋转量，对每个所述雷达发送周期Tr，校正所述雷达发送信号，输出所述校正后的雷达发送信号，所述雷达接收单元包括：定位结果输出单元，使用对所述1个以上的接收分支接收到的反射波信号的多普勒频率分析结果和所述多普勒校正相位旋转量，计算所述目标的定位结果。再有，以上的结构要素的任意组合、将本专利技术的方式在方法、装置、系统、记录介质(包含计算机可读取的非短暂性的记录介质)、计算机程序等之间转换所得到的方式，作为本专利技术的方式是有效的。专利技术效果根据本专利技术的一方式，即使将目标的检测范围设定得宽，也能够合适地校正起因于移动物体的移动的对多普勒频率的影响。附图说明图1是用于说明自相关值运算结果(Raa(τ)，Rbb(τ))的加法值的图。图2是用于说明将脉冲压缩雷达中的补码an、bn时分发送的例子的图。图3是例示了移动物体和在其周围存在的静止目标群之间的位置关系的图。图4A是表示第1实施方式的雷达装置的结构的一例的框图。图4B是表示第1实施方式的雷达装置的结构另一例的框图。图5是表示车辆和雷达装置的设置角之间的关系的图。图6是表示从雷达发送单元发送的雷达发送信号的一例的图。图7是表示雷达发送信号生成单元的变形例的图。图8是用于说明雷达发送信号定时和测量范围的图。图9A是表示第2实施方式的雷达装置的结构的一例的框图。图9B是表示第2实施方式的雷达装置的结构的另一例的框图。图10是表示第3实施方式的雷达装置的结构的框图。图11是表示作为移动物体的车辆、雷达设置角和雷达发送波束方向之间的关系的图。图12是表示第4实施方式的雷达装置的结构的框图。图13是表示第5实施方式的雷达装置的结构的框图。具体实施方式<完成专利技术的原委>已知例如反复发送脉冲波，并基于来自对象目标(目标)的反射波检测与目标的相对速度的脉冲雷达装置。广角范围中探测车辆和行人的至少一个的广角脉冲雷达的接收信号是混合了来自近距离存在的目标(例如车辆)和远距离存在的目标(例如行人)的多个反射波的信号。为此，要求发送雷达波的雷达发送单元发送具有作为低距离旁瓣的自相关特性(以下，称为低距离旁瓣特性)的脉冲波或脉冲调制波的结构。此外，要求接收被目标反射的雷达波的雷达接收单元具有宽的接收动态范围的结构。作为采用可得到低距离旁瓣特性的脉冲波(或脉冲调制波)的雷达装置，例如，已知采用了Barker码、M序列码或补码等的脉冲压缩雷达装置。以下，作为一例，说明采用补码的情况。补码包含2个码序列(以下，假设补码序列an、bn，其中n＝1，...，L。L为码序列长度)。2个码序列的各自的自相关运算用以下的算式(1)表示。再有，将an称为脉冲，将a1、a2...、aL称为子脉冲。其中，在算式(1)中，在n＞L或n＜1中an＝0，bn＝0。此外，星号是复数共轭运算符。根据算式(1)导出的自相关值运算结果(Raa(τ)，Rbb(τ))的加法值，如图1和以下的算式(2)所示，延迟时间(延迟时间或移位时间)τ为“0”时加法值为峰值，延迟时间τ为0以外时加法值不存在距离旁瓣而为“0”。再有，图1是用于说明自相关值运算结果(Raa(τ)，Rbb(τ))的加法值的图。在图1中，横轴表示自相关值运算中的延迟时间(τ)，纵轴表示运算出的自相关值运算结果。在图2中，表示将基于上述补码an生成的高频发送信号和基于补码bn生成的高频发送信号，对每个规定的发送周期切换而以时分发送的脉冲压缩雷达的补码。图2是用于说明时分发送脉冲压缩雷达中的补码an、bn的例子的图。作为补码的生成方法，例如有下述的参考非专利文献1中公开的方法。例如，以往的脉冲压缩雷达基于采用了元素‘1’或‘-1’的具有互补性的码序列a＝[11]、码序列b＝[1-1]，顺序生成码序列长度L＝4，8，16，32，...，2P的补码。以往的脉冲压缩雷达，补码的码序列长度越长，越扩大接收上所需的动态范围(需要接收动态范围)。另一方面，以往的脉冲压缩雷达，补码的码序列长度越短，峰值旁瓣比(PSR：PeakSidelobeRation)越低，所以即使混合了来自近程的目标和远程的目标的多个反射波的情况下，也能够降低需要接收动态范围。[参考非专利文献1]Budisin，S.Z.，″Newcomplementarypairsofsequences，″Electron.Let本文档来自技高网...

【技术保护点】
雷达装置，是装载于移动物体上的雷达装置，包括：雷达发送单元，对每个雷达发送周期Tr反复发送包含脉冲压缩码的、校正了基于所述移动物体的移动速度的多普勒频率分量的雷达发送信号；雷达接收单元，包含接收被目标反射了所述校正后的雷达发送信号的反射波信号的1个以上的接收分支；以及多普勒校正相位旋转控制单元，基于所述移动物体的移动速度，确定用于校正所述多普勒频率分量的多普勒校正相位旋转量，所述雷达发送单元包括：雷达发送信号生成单元，生成所述雷达发送信号；以及每发送周期相位旋转单元，基于所述多普勒校正相位旋转量，对每个所述雷达发送周期Tr，校正所述雷达发送信号，输出所述校正后的雷达发送信号，所述雷达接收单元包括：定位结果输出单元，使用对所述1个以上的接收分支接收到的反射波信号的多普勒频率分析结果和所述多普勒校正相位旋转量，计算所述目标的定位结果。

【技术特征摘要】
2016.03.14 JP 2016-0499841.雷达装置，是装载于移动物体上的雷达装置，包括：雷达发送单元，对每个雷达发送周期Tr反复发送包含脉冲压缩码的、校正了基于所述移动物体的移动速度的多普勒频率分量的雷达发送信号；雷达接收单元，包含接收被目标反射了所述校正后的雷达发送信号的反射波信号的1个以上的接收分支；以及多普勒校正相位旋转控制单元，基于所述移动物体的移动速度，确定用于校正所述多普勒频率分量的多普勒校正相位旋转量，所述雷达发送单元包括：雷达发送信号生成单元，生成所述雷达发送信号；以及每发送周期相位旋转单元，基于所述多普勒校正相位旋转量，对每个所述雷达发送周期Tr，校正所述雷达发送信号，输出所述校正后的雷达发送信号，所述雷达接收单元包括：定位结果输出单元，使用对所述1个以上的接收分支接收到的反射波信号的多普勒频率分析结果和所述多普勒校正相位旋转量，计算所述目标的定位结果。2.如权利要求1所述的雷达装置，所述雷达接收单元包括：采样单元，在规定的离散时间，离散采样所述接收到的反射波信号；相关运算单元，对每个所述雷达发送周期Tr，计算所述离散采样的结果和所述多个脉冲压缩码的相关值；加法单元，输出对每个Np次的所述雷达发送周期Tr，将对每个所述雷达发送周期Tr算出的所述相关值进行了Np次加法的加法结果；以及多普勒频率分析单元，将(Np×Nc)次的所述雷达发送周期Tr作为1个测量期间，基于在1个测量期间得到的来自所述加法单元的Nc次的输出进行多普勒频率分析。3.如权利要求1所述的雷达装置，所述多普勒校正相位旋转量，在所述1个测量期间中是相同的相位旋转量。4.如权利要求1所述的雷达装置，还包括：发送波束控制单元，确定发送所述雷达发送信号的发送天线的波束方向，所述多普勒校正相位旋转控制单元基于所述移动物体的移动速度和所述发送天线的波束方向，确定用于校正所述多普勒频率分量的多普勒校正相位旋转量，所述雷达发送单元包括：1个以上的发送天线，将所述校正后的雷达发送信号向所述确定的波束方向发送，所述雷达接收单元还包括：到来方向估计单元，基于对所述1个以上的接收分支的每一个接收到的反射波信号的多普勒频率分析的分析结果，估计所述反射波信号的到来方向，所述定位结果输出单元基于所述估计的到来方向和所述发送天线的每个波束方向的所述多普勒校正相位旋转量，计算所述目标的定位结果。5.如权利要求1所述的雷达装置，所述雷达接收单元包括：采样单元，在规定的离散时间，离散采样所述接收到的反射波信号；相关运算单元，对每个所述雷达发送周期Tr，计算所述离散采样的结果和所述多个脉冲压缩码的相关值；第1加法单元，输出将对每个所述雷达发送周期Tr算出的所述相关值，对Np1次的每个所述雷达发送周期Tr进行了Np1次加法的第1加法结果；第2加法单元，输出将对每个所述雷达发送周期Tr算出的所述相关值，对Np1次的每个所述雷达发送周期Tr进行了比所述Np1次少的Np2次加法的第2加法结果；第1多普勒频率分析单元，对于对所述Np1次的每个所述雷达发送周期Tr输出的所述第1加法结果进行第1多普勒频率分析；第2多普勒频率分析单元，对于对所述Np1次的每个所述雷达发送周期Tr输出的所述第2加法结果进...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸上高明，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP